过去三十年来,工程师由于结合电池与静态RAM,能在刻意与意外断电情形时,让系统仍可保护资料。最初业界采用内建低密度记忆体电路的分立式解决方案,及单纯的电池技术,搭配分立式电源感测与切换电路。效能向来是业界面临的挑战之一。为配合低功耗要求,借以延长电池供电记忆体的运作时间,此类元件都会设计较慢的存取时间。虽然电池有限的容量值得商确,但这已是过去的解决方案。幸运的是,现在已有显著的改良设计,聪明的工程师藉由整合许多模组而结合许多分立式零件,初期运用双内线、引脚插入式封装,之后采用表面黏着式封装。把记忆体与控制电路,连同电池放在同一个封装,或是藉由制作一个双封装的解决方案,把电池嵌在IC电路板上,如此能让理想的电路设计、制造、以及可靠度控管等工作,从系统设计师的身上转移到元件供应商。另一项几乎成为电池供电SRAM同义词的功能特色就是即时时脉(Real-Time-Clock)。由于许多应用需要在发生标示时间戳记的系统事件时,立即显示时间与日期的资讯,因为此类元件中已有电池供电,因此自然会把这些功能结合到电池供电的SRAM。
不幸的是,尽管记忆体密度、整合控制电路、以及电池技术都有改进,但缺乏基础解决方案的情况仍旧没变。不论是模组化封装或是印刷电路板上的分立式组装(没错,许多应用仍使用这种技术),电池供电SRAM至今还是面临低可靠度、制造过程复杂、占用过多电路板空间、效能低落,再加上近来环保意识抬头,会让业者难以达到完全「绿色环保」解决方案的目标。接下来,让我们开始来讨论这些议题。
典型的电池供电SRAM解决方案包含4个元件:SRAM、电压监测器/控制器、电池、及电池插槽。如图一所示,在模组化解决方案中已将插槽省略。加总每个元件的失效率,是改进系统可靠度的第一步骤,但我们也应考量连结这些元件所需电路与连结元件的数量,并特别注意经常插拔的电池连结器,以因应接触侵蚀与震动时产生的间断性接触。电池寿命是一个很大的变数,影响的因素包括切换至电池供电的频率、温度、以及所使用的电池种类。正常的情况下,SRAM使用5μa的待机电流,而一个165-mAh的电池寿命通常不到4年。这类系统若置于极高与极低的温度下,不论是开机使用或关机存放,可使用次数都会大幅缩短。
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