JEDEC針對非揮發性記憶體(NVM)裝置制定的xSPI新標準,旨在滿足「即時啟動」(instant-on)應用的需求,同時讓位於SoC外部的NOR快閃記憶體(flash)保有其性能標準。

專注於開發小型、超低功耗NVM產品的Adesto Technologies在過去三年來一直致力於該標準的合作與產品開發。在日前接受《EE Times》的電話採訪中,Adesto技術長Gideon Intrater表示,該公司的「晶片內執行」(eXecute-In-Place;XiP) EcoXiP產品系列利用新的JEDEC標準,為系統開發人員和控制器設計人員等客戶提供了與控制器和週邊裝置的相容性,可望進一步加速該標準的採用。

xSPI標準是由大多數NOR flash裝置製造商和幾家PC與微控制器(MCU)公司代表組成的工作小組共同開發的,為開發高傳輸速率的八進制裝置建立機械、電子與轉換準則。Intrater說,JEDEC雖然一直是定義NAND flash的組織,但近來由於NOR flash在標準方面一直有些「狂亂」,導致在主控制器與記憶體之間進行通訊的產品分歧,同時也造成控制器設計人員的混淆。

他說,NOR flash儘管「年事已高」,但在製程技術方面仍持續取得進展,過去十年來,可以從裝置中取得的頻寬量已有顯著的改善。最近出現的應用——如物聯網(IoT)和汽車資訊娛樂系統,對於需要更多編程記憶體的嵌入式裝置帶來大量的需求。Intrater說,Adesto的EcoXiP無需晶片內建記憶體(on-chip)嵌入flash或板上flash以儲存韌體,但相較於四路的SPI裝置,它能夠倍增處理器性能、降低系統功耗與成本。

Intrater表示,IoT和嵌入式裝置(如穿戴式裝置、醫療監控器、POS控制器和其他連網的嵌入式系統)現在都必須支援更高階的功能、新的無線協議堆疊和先進的軟體。這一類的設計還必須能夠進行更智慧的本地資料處理,因此,相較於採用嵌入式flash或SRAM的on-chip經濟建置方案,他們需要更多的編程記憶體。

20171103_Adesto_NT31P1 Adesto EcoXiP能以高速介面與高準確的預取機制,實現低延遲和高傳輸速率。該公司指出,EcoXiP數字預設16位元組的指令快取區塊大小,以及平均每IC誤差3.84區塊擷取

Intrater說:「許多公司開始將大量的NOR flash從SoC中移出來,打造flash位於SoC外部的設計,這使其得以開發具有更先進製程技術的裝置。」為了讓這種途徑更有意義,外部介面需要的性能級必須比on-chip方案更高速。

xSPI電氣介面可提供高達每秒400MB的原始資料傳輸速率。Adesto EcoXiP據稱可提供較現有四路裝置更高2.4倍的CPU性能,並為8通道介面建立新標準。在xSPI中使用了8個平行的資料(IO)區塊,藉由在每區塊週期中轉換更多平行位元,進一步提高了系統性能。

Intrater表示,XiP展現對於中型IoT系統應用的諸多優勢,使其得以具有比on-chip更多的編程記憶體、編程記憶體大小的靈活性,而無需重新流片SoC,以及能在不需要的時候關閉大部份或全部的SoC電源。

Adesto目前正出樣32Mb元件,提供一系列的密度規劃。可立即導入的市場主要是一些需要「即時啟動」功能的應用,例如先進駕駛輔助系統的(ADAS)後視攝影機與GPS,以及能喚醒傳送資料後重新關閉的IoT裝置。Intrater說:「它提供了安全的即時啟動,以及方便的即時啟動。我們就和消費用戶一樣不喜歡等待。」

Objective Analysis首席分析師Jim Handy表示,許多IoT應用需要更豐富的補充記憶體,遠超過大多數MCU所能提供的。Handy說:「NOR flash製造商可以提供晶片來滿足這一需求,EcoXIP似乎是解決這個問題的好辦法。」

20171103_Adesto_NT31P2 Adesto支援xSPI的系統據稱能以較on-chip記憶體SoC更低的成本,為設計人員提供更多的節能與更高性能

Handy說,NOR flash正踏上由EEPROM鋪好的發展路徑。「以前同時存在串列和平行EEPROM,後來被精簡到僅剩下串列介面,因為它使用較少的焊墊,如今我們看到發生與NOR flash相同的過程。」Handy說,過去20年來在序列通道方面累積了大量的研究。

Handy表示,Adesto可能率先推出基於JEDEC標準的產品,因為它在合作制定規格之前即已遠遠領先於市場。不過,他也指出,JEDEC的標準並不表示一定能成功。「有些支援JEDEC標準的裝置在商業方面表現不錯,但也有一些JEDEC的產品差強人意。同樣的,有些非標準的裝置表現不錯,有些標準產品則否。」

新的xSPI標準有助於為生產接腳相容產品的其他製造商開啟機會。「而那些不想讓自已陷於單一來源處境的公司,則必須與多家供應商接洽,因為這是JEDEC標準。」

NOR flash可作為應用程式的程式碼儲存角色,使其較NAND更適用於諸如NEST恆溫器等裝置中,而且還能以更低成本設計。Handy說:「IoT正是專為NOR flash量身打造的應用。」此外,汽車製造商也喜歡NOR flash,因為它能讓儀表板在車子一發動時隨即啟動。

Handy表示,設計人員面臨的困難之一在於是否可以將所有需要的程式碼放入MCU的內部NOR,或者放在外部(但如此成本更高)。他說:「有些MCU內建大量的NOR flash,但這極其昂貴。」諸如Adesto之類的產品讓設計人員更易於將大型程式放入系統中,因為成本並不高。Handy說:「它能發揮Adesto的優勢——專注於將大量程式碼放入基於小型控制器的應用。」

編譯:Susan Hong

(參考原文:NOR Flash Standard Meets Instant-On Expectations,by Gary Hilson)