Zentel NAND-Flash-IC für schnellen und günstigen Bootload

Kompakter SPI-serieller SLC-NAND-Flash für schnellen und günstigen Bootload
Kompakter SPI-serieller SLC-NAND-Flash für schnellen und günstigen Bootload

Bis zu 512 MBit Programmcode und Anwendungsdaten speichert der neue serielle SLC-NAND-Flash-Speicher A5U12A21ASC von Zentel Electronics. Der Datenerhalt erreicht mindestens 10 Jahre ohne Auffrischung, der Speicher im kostengünstigen SOIC-Gehäuse mit 16 Anschlüssen übersteht mehr als 100.000 Aktualisierungen.

Er kommuniziert über vier SPI-Schnittstellen, so dass der Dateninhalt in den flüchtigen Hauptspeicher jedes Embedded-Systems mit Taktraten bis zu 104 MHz beim Systemstart 4-Bit-weise ausgelesen werden kann.

Besonders für Industrie 4.0 und IoT geeignet

Der A5U12A21ASC verfügt über eine integrierte Fehlerkorrektur sowie über eine Wearlevel-Mapping-Funktionalität. Er reserviert einen 60-kBit-Speicherbereich für eine nur einmalige Programmierbarkeit zur manipulationssicheren Hinterlegung von sensiblen Daten wie Typen- und Serien- Nummern und anderen Identifikations- oder Branding-Codes sowie von authentifizierbaren Serveradressen für Firmware-Fernwartungsroutinen. Deshalb eignet sich der Baustein auch speziell für den Einsatz in Industrie-4.0- und Internet-of-Things-Umgebungen und kann dazu beitragen, neue Geschäftsmodelle wir Pay-per-Use zu realisieren.

SLC-NAND: Alternative zu NOR

Serielle NOR-Flash bieten eine derartige Funktionalität schon länger. Die Prozesstechnik, die für ihre Herstellung erforderlich ist, benötigt allerdings relativ viel Chipfläche und ist entsprechend teuer. Serielle NAND-Flash-Speicher kommen dagegen bei gleicher Speicherkapazität mit einer geringeren Fläche aus und sind damit kostengünstiger. Auf Basis dieser NAND-Speicher lassen sich also größere Speicher-Subsysteme realisieren. Außerdem zeichnen sie sich durch einen schnelleren Schreibdurchsatz und durch eine geringere Stromaufnahme aus von typisch 12 mA und 10 µA im Standby-Modus.

Der ursprüngliche DRAM-Spezialist Zentel nutzt die Mutterfirma Powerchip Technology Corp. als exklusive Waferfab auch für die Floating-Gate-Prozesstechnologie von nichtflüchtigen NAND-Flash-ICs. Die Single Level Cell-Technologie (SLC) unterscheidet sich von der verbreiteten Multi-Level-Cell-Technologie (MLC). Während die MLC-Technologie, wie sie in kommerziellen USB-Speichersticks oder SD-Speicherkarten verwendet wird, nur wenige tausend Löschzyklen zulässt, kommen die SLC-Typen von Zentel auf mindestens 100.000 Zyklen. Deshalb findet die robuste 40-nm-SLC-Technologie in SSDs (Solid State Drives) in Enterprise-Class-Servern ihren Einsatz, wo eine Mindestausdauer von hunderttausend Überschreib-Zyklen vorausgesetzt wird.

Der neue kompakte serielle 512-Megabit-Speicherchip A5U12A21ASC nimmt im SOIC-Gehäuse eine Fläche 10,5 x 10,5 mm ein - etwa gleichgroß wie der weniger kosteneffiziente VFBGA63-Standard mit 9 x 11 mm Gehäuseabmessung. Allerdings weist der NAND-Speicher von Zentel ein weniger enges Anschlussraster von 1,27 mm anstelle eines 0,8-mm- Ball-Pitch auf, der eine größere Herausforderung in der Bestückung darstellt. Zum Ende des Jahres ist eine pinkompatible 1-Gigabit-Version geplant, mit der ein Upgrade ohne Layout-Änderung der Leiterplatte möglich ist.