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如何在电源故障时保存数据而不损坏数据

来源:analog 发布时间:2023-08-28

摘要: 下面的应用说明讨论了如何使用DS1233在电源故障期间保存数据而不会损坏NV SRAM。

下面的应用说明讨论了如何使用DS1233在电源故障期间保存数据而不会损坏NV SRAM。

对于许多需要非易失性存储器的存储系统,Dallas Semiconductor NV SRAM提供了SRAM易于实现的功能,加上写保护电路和10年的信息存储能力。NV sram在检测到超出容差条件(通常为10% V(CC))时自动进行写保护,使其成为在电源故障期间保护数据的安全容器。

NV SRAM的安全写保护策略没有解决的一个问题是:在电源故障期间,当前正在处理的数据会发生什么?如果电压下降到10%的V(CC),时间已经用完执行任何系统管理功能,如存储数据和存储微处理器的状态。要真正解决这种“在写保护存储器之前保存数据”的需求,需要一种方法,在电源下降到10% V(CC)之前检测即将发生的电源故障,以便微处理器可以执行这些管理功能。

完成这项任务的一种方法是使用第二个电压监测装置。Dallas Semiconductor生产DS1233B,这是一款5V-5%电压监视器,采用3引脚TO-92尺寸封装。这个5%的监视器驱动一个活跃的低复位信号,rst条,一旦检测到一个超出公差的条件。这个活动的低信号可以用作微处理器的IRQ-bar输入,为微处理器提供电源下降的高级警告,并在系统的非易失性存储器被写入保护之前给它时间来处理中断。下图说明了这个概念。

5V - 5% IRQ-bar


你可能想知道5V电源下降5%到10%的时间对微处理器有什么用。毕竟,当电源发生硬故障时,它们不是会迅速下降吗?答案是,是的,他们当然有。但是,幸运的是,微处理器可以更快地处理中断和处理信息。所需要做的就是配置系统的中断服务软件,以便它能够快速识别和服务外部中断。下面的例子说明了这个时间是多么有用。

为了便于讨论,让我们对所讨论的系统内部存在的条件做几个假设。我们假设:

  1. 电源下降很快,只需要300微秒就能从4.75伏降到4.0伏。

  2. 有问题的微处理器运行在相对适中的时钟速度25MHz。

  3. 这个微处理器是一个普通的8位设备,执行一条指令需要6个时钟。


有了这组给定,处理器应该能够在5V电源的5%和10%跳闸点之间执行多少指令?

1/25MHz = 40ns时钟

六个时钟/条指令= 240ns /条指令

(4.75-4.00)/300µs = 0.0025V/µs

5% - 10%电压= 0.25V;因此5%-10%的下降= 100µs

每条指令100µs/240ns = 416条指令

拥有416条可执行指令与在断电期间没有可执行指令相比,在保存256字节信息或丢失信息、保存处理器状态机或丢失信息方面有很大的不同。此外,可以通过设计修改这些变量,以给处理器更多的时间。在电源故障时,可以通过增加电容来减慢电源电压下降的速度。可以使用需要少于6个时钟来执行一条指令的处理器。在任何情况下,使用DS1233B与你的NV SRAM要求相结合可以给你额外的时间,你需要执行一个有序的系统关闭,而不会破坏你的内存或允许你的微处理器失控。

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