耐久性の高いEEPROM

私は現在、常にアクティブになる1つのカウンターがある1つの組み込みプロジェクトに取り組んでいます。電源がダウンした場合、最後のカウンターのステータスを保存して、次回の起動時にそれを再度ロードする必要があります。そのため、カウンター値を継続的に書き込むEEPROMの使用を計画していました。しかし、EEPROMの読み取り/書き込みの耐久性が約100,000であることをどこかで読んだことがあり、24時間ごとにそのカウンタをおそらく120,000更新します。だから私はこの仕事を達成するための代替案を見つけています。同じことをするための提案をください。

別の解決策は、不揮発性FRAMを備えたマイクロコントローラーを使用することです。FRAMは、EEPROMと同じ書き込みサイクルの制限を受けません。

TIの一部のMSP430製品はFRAMで利用できます。ここに、あなたが説明するものと同様のアプリケーションへのリンクがあります。

停電時にFRAMが状態を保存するMSP430

FRAMに関するWikipediaの記事は次のとおりです。FRAM

現在のプロジェクトでこの問題が発生しています。

私がそれに対処する方法は、RAMにカウンターのライブ値を保持することです。マイクロコントローラが生の入力電源電圧が低いことを検出できるように、ハードウェアを少し追加しました。もしそうなら、それはそれがしていることを停止し、ライブカウンター値をEEPROMに保存し、そして生の電源電圧の監視を待ちます。ヒステリシスがある状態で元に戻ると、マイクロは基本的に再起動します。そうしないと、電力が低下し続けると、最終的にマイクロが停止します。次の再起動時に、カウンター値がEEPROMから読み込まれ、次の電源切断までRAMで再びライブで使用されます。

EEPROMに小さな値を書き込むのに時間がかかりません。ほとんどの場合、既存の電源システムには、電圧の低下を検出できる十分なエネルギーストレージがあり、マイクロへの電力が動作またはEEPROM書き込みしきい値を下回る前に十分な保証実行時間があります。

私の場合、唯一の追加のハードウェアは、DC電源が途中でローカルリザーバーから電荷を吸い込むのを防ぐためのショットキーダイオードと、マイクロが生の入力電圧を読み取れるように分圧器として2つの抵抗器でした。残りはファームウェアです。

マイクロの電源電圧を直接ではなく、マイクロに電力を供給する最終電源への入力の電圧を監視する必要があることに注意することが重要です。後者が低くなるまでには、遅すぎるかもしれません。うまくいけば、すべてが正常に動作している最悪のケースよりも低く、マイクロの電源がマイクロへの調整された電圧を保証するために必要な電圧範囲より上にある電圧範囲があるはずです。私の場合、microの電源は48 Vから供給される降圧レギュレータでした。そのため、通常の範囲を下回る広い範囲がありますが、microは依然として確実に動作できます。

古い古い古いソリューション、CMOSカウンター+リチウム電池またはRAM +リチウム電池。

蓄電要素の電源は、通常の電源が利用できる場合はそれから、そうでない場合はバッテリーから供給されます。

スリープ状態にある最新のマイクロの多くは、非常に低い電流供給で状態を維持します。したがって、この手法をパワーダウン検出で使用してスリープ状態にしてから、バッテリーを使用して、メイン電源がオフになっているスリープ期間中に状態を維持できます。

Microchipには一連のI ² C "EERAM"パーツがあり、SRAMにデータを保存し、停電時にデータをEEPROMに（コンデンサーに保存されたエネルギーを使用して）書き込み、電源が回復したときにロードすることができます。これは、アプリケーションに最適なようです。

これらの部品の代表的な例は47L04です。

別のソリューション。

パワーダウンを検出し、スーパーキャップまたは非スーパーキャップを使用して、数ミリ秒間パワーアップを維持します。この時間を使用して、カウンター値をEPROMに書き込みます。パワーダウン時にのみEPROMに書き込みます。EPROMサイクル数=パワーダウンサイクル数なし。

FM24C04BなどのFRAMチップを使用します。書き込み耐久性が非常に高く、不揮発性です。

https://www.mouser.com/ds/2/100/001-84446_FM24C04B_4_KBIT_512_X_8_SERIAL_I2C_F-RAM-477782.pdf

バッテリーでバックアップされたSRAM（NVRAM）モジュールを使用することもできます。例：M48Z02-150PC1

https://www.mouser.com/ds/2/389/m48z02-955115.pdf

「ds1307 RTC」で行くことにしました。54バイトのパワーバックSRAMがあるためです。これにより、無限の読み取り/書き込みサイクルが可能になります。

組み込みプロジェクトにNICがある場合は、カウンターをリモートコンピューター/サーバーに送信します。24時間で120,000回の反復は0.72秒で約1回の反復であり、ネットワークトラフィックには問題ないはずです。

サーバーは常にカウンターの最後の値を保存します。サーバーの値を更新するには有効なパケットを発行する必要があるため、停電時にカウンター値が破損することはありません。ただし、常時接続が必要です。または、特別なタイムアウトプロトコルを設計する必要があります。さらに、ボーナスとして、必要に応じてデバイスをリモートから制御できるようになります。

A）100 µF（またはそれ以上）のコンデンサを使用して、オフ時間中にカウンタをパワーアップします。または、カウンター値を保持するために必要なロジック。

B）磁気コアメモリを使用します。設定が少し難しいかもしれません。

C）モーター制御のポテンショメーター（サーボのような）を作成します。ある時点で、カウンターがオーバーフローしますよね？それを360度にマッピングします。次に、フィードバックループを作成して、ポテンショメーターの値をデジタルで設定し、デジタルで読み取ることができるようにします。

D）カウンター値を1分ごとにサーバーに送信し、オフタイム中はサーバーに値を記憶させます。次に、電源が回復したら、カウンター値を取得します。