轉(zhuǎn)向更為邏輯的NVM

盡管當(dāng)今的設(shè)計工程師可以選擇多種NVM,，但是，具有低成本,、高性能和應(yīng)用靈活性的嵌入式NVM卻很少,。對于某些應(yīng)用目標(biāo)，排除了許多選擇的可能性,。例如,，盡管傳統(tǒng)的激光熔絲可能適合于單一數(shù)字位，但是它們由工廠一次性編程,，不能重復(fù)精確模擬修整,，不能現(xiàn)場升級，也不具備可靠性,。多次熔絲的缺點很多,，相關(guān)文獻的介紹很詳盡。

閃存是較好的選擇,，但是,，成本不低，其需要增加的工藝使制造這種NVM架構(gòu)的成本高達每晶圓幾百美元,。另一方面,，EEPROM的應(yīng)用已經(jīng)有相當(dāng)長的時間，正因為如此,，它比較便宜,；但是它并不是你的選擇，當(dāng)你考慮選擇它的時候,，發(fā)現(xiàn)它卻受制于較老的工藝技術(shù),，性能也受制到無法接受的低水平。至于較新的嵌入式EEPROM的品種,，與閃存類似,，需要額外的掩模層和工藝步驟，因此,，老一代技術(shù)的成本優(yōu)勢蕩然無存,。

在重要的熱門市場中的許多玩家已經(jīng)轉(zhuǎn)向采用以Logic CMOS工藝技術(shù)設(shè)計的NVM方案。Logic CMOS工藝技術(shù)不僅僅與電源管理之類的熱門市場應(yīng)用的CMOS工藝目標(biāo)直接兼容,，而且具有強大的高性能和低成本組合,，使之完美地適用于嵌入式NVM。

電源管理選項和折衷

采用先進的半導(dǎo)體工藝技術(shù)，能夠進行極高水平的集成并實現(xiàn)低電壓工作,，但是,，為這些芯片提供電源管理卻面臨特殊的挑戰(zhàn)。對于高性能微處理器,，電流需求呈指數(shù)增長,，其發(fā)展甚至受到越來越快的時鐘速率的驅(qū)動。隨著處理器電流遠遠大于100A,，在芯片級和系統(tǒng)級設(shè)計中，對精確,、低噪聲電源及電源控制靈活性的需求已經(jīng)成為關(guān)注的焦點,。

對于電源管理IC設(shè)計工程師來說，盡管成本已經(jīng)成為主要關(guān)注,，可是終究要找到一個綜合考慮了設(shè)計架構(gòu),、裸片大小和工藝技術(shù)的聚合點，以設(shè)計出具有小計數(shù)位的NVM(典型值是512字節(jié)),。在電源管理IC的情形下,，較老的工藝技術(shù)(例如0.35um)肯定成本最低，但是,，它們的性能也相當(dāng)?shù)?，并且缺乏領(lǐng)先的庫和知識產(chǎn)權(quán)(IP)的可用性，從而不能獲得競爭差異的優(yōu)勢,。同樣,，它們不能滿足侵略性和創(chuàng)新設(shè)計的目標(biāo)。

一方面,，領(lǐng)先的工藝技術(shù)(從90nm到60nm)在非常特殊的應(yīng)用中占有地位,，這些工藝非常昂貴，更不要說針對這些工藝的長期設(shè)計計劃將需要同時冒風(fēng)險對重要的單元庫元件進行質(zhì)量認(rèn)證(將需要冒著風(fēng)險采用許多未經(jīng)質(zhì)量認(rèn)證的重要單元庫元件),。因為最終的成本和對市場交貨時間的潛在沖擊,，對于大多數(shù)應(yīng)用產(chǎn)品來說，此刻最好仔細地進行設(shè)計,。

另一方面,，0.25um邏輯CMOS工藝(向下有0.18um和0.13um)容易滿足電源管理IC設(shè)計對成本、性能及庫可用性的目標(biāo)要求,，這些技術(shù)既先進且穩(wěn)定,。此外，其普及程度高,，具有競爭成本優(yōu)勢,；同等重要的是可以利用經(jīng)過驗證的、符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(或即將被質(zhì)量認(rèn)證)的先進NVM模塊。
　　
關(guān)于方程式的設(shè)計架構(gòu)側(cè),，在對參考電壓和電流,、放大器偏置及其它模擬參數(shù)的調(diào)校中，NVM已經(jīng)成為具有如此吸引力的單元,，以至于其應(yīng)用已經(jīng)事實上被新興的PMBus(電源管理總線)標(biāo)準(zhǔn)所統(tǒng)治,。利用這種新型的數(shù)字電源管理通信協(xié)議，PMBus指令被用于設(shè)置電源的工作參數(shù)(通過編程NVM),、監(jiān)視工作過程并也在響應(yīng)錯誤中執(zhí)行正確的操作,。在這種情形下，小計數(shù)位NVM應(yīng)該顯而易見,，以平均偶然的觀測結(jié)果,。缺省的通道電壓、上拉及下拉電阻的方向和類型,、各種GPIO的特性,、電壓斜波次數(shù)、打開及關(guān)閉序列等等這些可配置的數(shù)值,，都有效和方便地儲存在嵌入式NVM之中,。

在精確校準(zhǔn)數(shù)字電壓調(diào)整和轉(zhuǎn)換電路的需求驅(qū)動下，必要的數(shù)值在生產(chǎn)過程中被最佳地寫入片上的一小段NVM之中,。在這一點不僅僅要對整個存儲器編程和測試,，還要同時驗證NVM中儲存的特殊配置設(shè)置，從而極大地增強了電源管理模塊的最終測試良率,。最后,，當(dāng)產(chǎn)品被升級或在現(xiàn)場被重新配置的時候，固件修補也會受到NVM內(nèi)容的極大支持,。

本文小結(jié)

從前后模擬整修到升級現(xiàn)場產(chǎn)品,，多次可編程NVM提供了重要的功能，不僅僅是創(chuàng)新工具,，而且是實用器件,。在電源管理之類的熱門市場應(yīng)用中，意味著制造商能夠在開發(fā)周期期間多次重新對器件編程,，從而能夠靈活地快速響應(yīng)瞬息萬變的市場需求,，更不要說在現(xiàn)場簡化制造業(yè)務(wù)、提高性能并更正問題的好處了,。

利用針對若干應(yīng)用而優(yōu)化的架構(gòu),，并采用從16位到256位(具有無數(shù)的功能選項)的配置，Impinj公司的嵌入式AEON NVM方案在電源管理應(yīng)用中適合于降低成本,、提高性能,、增加功能,、加強安全性、提高可靠性并縮短市場時間,。通過利用先進的通用CMOS工藝技術(shù),，AEON NVM不需要額外的掩模層或處理步驟(與閃存或EEPROM不同)；且與OTP/多狀態(tài)熔絲(poly fuse)方案不同,，它可以多次編程,。

Impinj公司采用邏輯CMOS工藝的AEON多次可編程NVM是Primarion公司DiPOL PX7510電源管理控制器SoC設(shè)計的關(guān)鍵元件。

來自Impinj公司的集成AEON NVM特別適合于Primarion公司的電源管理應(yīng)用,，其中僅僅需要很少的存儲器,。

集成NVM可以極大地降低整個外部閃存的成本和電路板的面積。

Impinj公司的AEON NVM采用標(biāo)準(zhǔn)CMOS邏輯工藝實現(xiàn),，不需要額外的處理步驟,。

PMBus建立電源管理標(biāo)準(zhǔn)

盡管PMBus的歷史相對短暫，但是其倡議已經(jīng)獲得了壓倒多數(shù)的支持,。僅僅在一年前的2005年3月，官方的1.0版本協(xié)議規(guī)范就由系統(tǒng)管理接口論壇公司發(fā)布,。在寫作本文的時候,，接受PMBus的公司已經(jīng)由8家增加到現(xiàn)在的24家，且包括許多著名的半導(dǎo)體公司和電源管理公司,，其中幾家已經(jīng)向市場推出符合PMBus的產(chǎn)品,。

PMBus定義了與電源轉(zhuǎn)換器或IC進行數(shù)字通信的通用語言或協(xié)議。盡管PMBus規(guī)范并未針對特殊的產(chǎn)品,，人們普遍公認(rèn)大多數(shù)成功產(chǎn)品的實現(xiàn)都要采用某種NVM,。其驅(qū)動力在于：OEM需要可以任意重編程的、靈活的交鑰匙方案,，而不需要做硬件改變或PCB重新設(shè)計,。片上NVM還容許將通用電源管理IC或轉(zhuǎn)換器編程為具有若干獨特的特性，從而極大地減少各種SKU的數(shù)量,，并簡化OEM或子合同制造商的庫存管理,。