行动电话用创新闪存

本文作者:admin       点击: 2003-09-01 00:00
前言:
在所有应用中,行动通讯,特别是蜂巢式电话,是使用最多闪存的部份。即使是只需提供语音服务的行动设备,也必须在低功耗情况下,在节省空间的封装中针对程序代码与数据储存对闪存做快速存取动作。而目前发展中的2.5G与3G蜂巢式电话,则能提供WAP、GPS追踪、GPRS服务,它们支持高速多媒体数据传输、语音传输、MP3音乐与影像传输,并为用户提供了对股价、新闻、运动比赛结果以及电子商务等多讯息服务直接存取的支持。这些应用都需要储存大量数据,因此需要更大的非挥发性内存容量,以储存更多复杂的应用程序代码并为产品增添灵活性。从速度的角度来看,以能透过内存快速执行程序代码与高量的数据存取为诉求。

另一项关键性功能是为了在安全领域中,储存用户识别模块(SIM)信息的保密功能。

为了满足这些关键应用的需求,ST扩充了其现有的行动通用讯用闪存产品线,最近推出了1.8V、64Mbit的M58WR064闪存组件。该组件具有16位的数据总线,其内存数组被分割为100个以及27个32Kword的主要区块,以及7个4Kword 的参数区块。

M58WR064系列产品在单个组件中整合了五种创新功能:

‧ 由多重记忆库组成的内存可支持双重操作(同时进行读取与写入/清除)
‧ 快速的同步数据组读取与异步页面读取模式
‧ 大量编程能力
‧ 1.8V(1.65V到2.2V)的核心支持电压;数据保密功能
‧ 由0.15微米制程转移到先进的0.13微米制程。

此系列产品第一款推出的组件为M58WR064E。

多记忆库分割特性可支持双记忆库操作

现在有很多应月都使用闪存储存程序代码,而采用别种内存储存数据。使用闪存储存程序代码与数据能简化软硬件设计,并提升执行速度与产品的可靠性。标准的闪存并不适用于程序代码与数据储存,在接到高优先命令时,它们需要复杂任务管理的软件来中断程序或执行清除动作,这些优先命令包含了必须被执行的程序代码所读取命令。双工作模式的内存结合了两个或多个记忆库结构,能被用来解决以下问题:在一个记忆库进行编程或清除的同时,能在没有任何延迟的情况下读取任何其它的记忆库;针对程序代码与数据储存应用,当一个记忆库正在进行编程或清除动作时,双工作模式还能在一个或多个记忆库中读取程序代码。与独立或双记忆库架构相比,这种多记忆库架构的优势是它具有更大的灵活性,软件开发人员能使用‘可微粒(finer granularity)’方式分离程序代码与数据空间。

M58WR064内存数组被分割为16个4Mbit的记忆库,包含15个内含8个32Kword区块的记忆库,以及一个由8个4Kword参数区块与7个32Kword主要区块组成的参数专用记忆库(见图1)。这种多记忆库结构能在4Mbit的记忆库中,依照下载应用或设备编程的情况平均分配内存的程序代码与数据空间。这是它适用于蜂巢式电话与无线应用的主要原因,因为这些应用需要更多内存空间来储存数据,同时在内存的配置上也需要更大的灵活性。

藉由使用独立的瞬时区块锁定方法,一旦一个记忆库或多个记忆库被应用程序进行编程,藉由使用独立的瞬时区块锁定方法,可以透过每一个区块所具有的清除/编程能力,对这些内存施加保护;这种方法能在没有任何延迟时间的情况下,单独地锁定或解除锁定任何一个区块。以下为该组件现有的三种保护等级:
‧ 区块锁定/解除锁定:在第一级区块的保护是由软件所控制。
‧ 区块锁定:第二级保护能力必须藉由一个写入保护(WP)脚位对硬件产生干援。当WP为低位时,锁定区块的保护状态将无法被改变。
‧ VPP-VPPLK:第三级保护可为所有内存数组提供完整的硬件保护功能,无法对编程清除所有的区块。

支持快速程序执行的快速读取模式
新一代的蜂巢式电话与无线设备将支持更多复杂应用。它们必须以更有效率的方法,执行更多程序。

为了加速闪存的存取时间,M58WR064组件特别设计了快速的同步数据组读取模式,这种功能可在频率高达54MHz(M58WR064E的频率)的每一个时脉周期内,增加数据从任何内存数组的区块中传送的速度。数据组读取的功能同时可穿越数据组之间的界限。第一次执行16位字符读取功能的操作时间为70ns,后来的读取操作时间仅需14ns。由于有了数据读读取模式这项功能,M58WR064组件可达到非常快速的程序执行速度,因此能取代传统程序代码影像功能所需的SRAM。

M58WR064组件还能执行异步的4字符页面读取。在进行页面读取作业时,第一次的读取的操作时间约为70ns,但随后在同样页面中的读取时间仅需20ns。

生产在线的快速编程序式可提供极高的编程能力

当大量的字符串被写入单一区块时,快速的生产在线编程模式可增加编程能力。这些创新功能可让字符编程时间比标准字符编程时间减少四分之一,相当于10微秒。

使用M58W064组件及其快速的生产线编程模式,可大幅减少闪存在生产在线的编程时间,此功能在高密度内存组件上的作用特别明显。


1.8V的电源供给电压能大幅减少功耗
所有M58WR064组件均可在1.65V到2.2V的核心供给电压内执行读取、编程与清除等工作。这将减少蜂巢式电话与行动手持式装置的功耗,并延长其电池使用寿命。

这些组件同时可接受1.65到3.3V的电压以驱动输入/输出脚位(针对M58WR064E组件),这项功能将使内存可连接至3V的微处理器。

先进的数据保护功能
为满足手持式设备与蜂巢式电话对保密与可追踪性的需求,所有的组件均附加了先进的数据保护能力M58WR064组件内含可增加数据保护能力的保护缓存器。这个保护缓存器被分为两个区域:

‧ 一个64位的区域已内含由ST写入的独特组件编号:这种功能让闪存成为避免‘电话骇客’的独特方法。
‧ 一个128位的单次写入(one-time-programmable,OTP)区域可让用户进行编程或设定成永久锁定,以避免任何修改:此部份的内存可用来储存蜂巢式电话的IMEI电话编号,以及制造商及配件等信息,同时还可追踪应用程序的更新情况。

从0.15微米制程转移到先进的0.13微米制程
ST针对无线应用所开发的1.8V M58WR064E组件采用0.15微米制程技术。它们使用VFBGA封装,尺寸为7.7x9mm,脚位间距为0.75mm,是想要节省空间之产品的最佳应用。

同时,ST还发布了另一项突破性的64Mbit组件──M58WR064F,该组件采用0.13微米制程技术。这项技术在减小裸片尺寸与效能的改进上都获得了重大突破:

‧ 64Mbit组件的裸片尺寸比采用0.15微米制程的组件减小了40%,因此能使用更小、更节省空间的封装。
‧ 更少的随机存取时间,启动时间可低至60ns。
‧ 在66MHz频率下可执行更快速的同步数据组读取操作。

这一系列闪存还将在近期推出128Mbit版本。

ST是全球高效能、高灵活度与高密度闪存解决方案的领先供货商,其闪存能在蜂巢式电话与手持式设备等应用中,被用来储存更多复杂的程序代码与更大量数据。