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STMicroelectronics

EEPROM-Flash-Kombispeicher für Edge-KI-Systeme

7. Oktober 2024, 6:56 Uhr | Heinz Arnold

Das Page EEPROM von STMicroelectronics kombiniert die Energieeffizienz und Langlebigkeit von EEPROMs mit der Kapazität und Geschwindigkeit von Flash-Speichern für den Einsatz in Systemen, in denen wenig Platz vorhanden ist und es auf geringe Energieaufnahme ankommt.

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Embedded Systeme benötigen immer mehr Speicher, vor allem weil auf ihnen Edge-KI-Algorithmen und immer anspruchsvoller Features laufen sollen. So können die Mitglieder der neuen Page-EEPROM-Familie M95P von STMicroelectronics in Hörgeräten, die hinter dem Ohr getragen werden, dazu beitragen, den Bauteileaufwand zu verringern und kleine Bauformen mit hohem Tragekomfort zu realisieren. Abgesehen von Wearables eignen sich Page EEPROMs auch für den Einsatz in Healthcare-Erzeugnissen, Asset Trackern und E-Bikes.

»Die rasche Weiterentwicklung des Intelligent-Edge-Konzepts hat zur Folge, dass sich die Anforderungen an die Dichte, die Leistungsfähigkeit und den Stromverbrauch eingebetteter Speicher grundlegend ändern«, sagt Philippe Ganivet, EEPROM Product Line Manager von STMicroelectronics. »Außerdem eignet sich das neue Page EEPROM als stromsparende Speicher für Mikrocontroller in schwer zugänglichen, batteriebetriebenen IoT-Modulen.«

Die Page-EEPROM-Familie umfasst Mitglieder mit Speicherkapazitäten von 8 MB, 16 MB und 32 MB, was gegenüber herkömmlichen EEPROMs ein deutliches Plus bedeutet. Das eingebaute, intelligente Page Management ermöglicht zudem das Schreiben einzelner Bytes, beispielsweise für die Datenaufzeichnung. Gleichzeitig ist das Löschen ganzer Seiten, Sektoren und Blöcke und das seitenweise Programmieren von bis zu 512 Bytes möglich, um die effiziente Unterstützung für Over-the-Air-Firmwareupdates (OTA) zu bieten. Unterstützt wird auch das Buffer Loading zum gleichzeitigen Programmieren mehrerer Seiten, so dass sich der Zeitaufwand zum Laden von Software während der Produktion verringert. Die Datenlesegeschwindigkeit von 320 MB/s ist ungefähr 16-mal höher als bei Standard-EEPROMs, während die Schreibzyklusfestigkeit von 500.000 Zyklen um ein Vielfaches höher ist als bei konventionellen Serial-Flash-Bausteinen.

Das mit einer neuartigen Spitzenstrom-Regelung ausgestattete Page-EEPROM minimiert das Rauschen auf der Stromversorgungs-Leitung und verlängert die Nutzungsdauer von batteriebetriebenem Equipment. Nicht nur der Schreibstrom ist niedriger als bei vielen herkömmlichen EEPROMs, sondern es gibt zusätzlich einen Deep-Power-Down-Modus mit kurzer Aufweckzeit, in dem sich die Stromaufnahme auf unter 1 µA reduziert.

»Der M95P ist bis zu 50-mal schneller, verbraucht aber nur ein Zehntel des Stroms und ist mit einer Haltbarkeit von 500.000 anstatt 100.000 Schreibzyklen um den Faktor fünf zuverlässiger als die Bauteile, die wir üblicherweise einsetzen. Dies macht ihn zu einem echten Game Changer«, sagt Patrick Kusbel, Eigentümer der Firma BitFlip Engineering, die die neuen Speicher-ICs als einer der ersten Kunden einsetzt.

Das Expansion Board X-NUCLEO-PGEEZ1 ist ebenso wie das Softwarepaket X-CUBE-EEPRMA1 ab sofort verfügbar, damit Anwender lernen können, wie sie mit dem Page EEPROM interagieren und die neuen Bauelemente in Anwendungsdesigns einsetzen können. Zur Software gehört ebenfalls eine Demo-Applikation, die zeigt, wie man die Hybridarchitektur des Speichers testen und in kurzer Zeit eine Machbarkeitsstudie erstellen kann.

Der Datenerhalt der Mitglieder der M95-Familie beträgt 100 Jahren. Außerdem gehören die Page EEPROMs zum zehn Jahre umfassenden Product Longevity Program von ST, das für die langfristige Produktverfügbarkeit bürgt.

Die Page EEPROMs M95P08, M95P16 und M95P32 werden bereits produziert und sind zu Preisen ab 0,50 Dollar (für die 8-MB-Version M95P08) lieferbar. Das X-NUCLEO-PGEEZ1 kann zu einem Richtpreis von 40 Dollar im eSTore erworben werden.