16Mb nvSRAM 新製品のご紹介 サイプレスの業界で最速、大容量のNVRAMソリューション 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 性能向上への要求が 不揮発性RAM市場の成長を推進 不揮発性RAM（NVRAM）は、世界におけるTAM1は2014 2 年に5億9000万米ドル、 2018年までに年平均成長率が10%が予測されている サイプレスの16Mb NVRAMアプリケーション： 産業機器オートメーション コンピューティングおよびネットワーキング 航空宇宙および軍用向け電子機器 電子ゲーム これら市場の顧客は、電力喪失時にデータを瞬時かつ正確に取り込むこと を必要とする高性能のシステムを製造 電池不要でエネルギー効率の良いシステムが求められる ONFI3規格互換のNVRAMインターフェースを要求されることもある 既存ソリューションであるバッテリ バックアップのSRAMではこれらの要求に対応できない バッテリ バックアップSRAMからNVRAMへの移行が見込まれるこの大きな変化を活かす 1 Total Available Market、ある商品の最大可能市場規模のこと。「有効市場」とも。 Research社 3 Open NAND Flash Interface規格 2 Web-Feet 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 2 サイプレスはNVRAM市場のリーダー サイプレスは、シリアルおよびパラレル不揮発性RAM製品分野で最多の品揃えを提供 F-RAM™：業界で最もエネルギー効率の良いシリアルNVRAM nvSRAM：業界最速のパラレルNVRAM サイプレスは、業界で最もエネルギー効率が良く信頼性の高いF-RAM製品を幅広いラインナップで提供 F-RAMの消費電力は最先端EEPROMの30%のみで、書き換え回数は1億回 F-RAMのメモリ容量は4Kb～2Mb、電圧範囲は2.0V～5.5V SPIとI2CシリアルF-RAM製品をSOIC8、DFN8、EIAJパッケージで提供 リアルタイム クロックとカウンタ内蔵F-RAM製品も提供 サイプレスは、業界最速のパラレル nvSRAM 製品を広範囲に提供 アクセス時間20ns～45ns、無制限の書き込み／読み込みサイクル回数 メモリ容量64Kb～16Mb、3.0Vと5.0Vの電源電圧、1.8VのI/O電圧 非同期x8、x16、x32構成のSRAMを多種多様のパッケージで提供 リアルタイム クロック内蔵nvSRAM製品を提供 サイプレスは： F-RAMおよびnvSRAM製品を量産した最初の会社であり、25年以上の実績 新製品に重点を置いた投資を継続 最も厳しい車載および軍用規格に準じた製品の提供 F-RAMとnvSRAM製品の長期間供給を保証 10億個以上のNVRAM製品を出荷 サイプレスは、業界で最速で、エネルギー効率および信頼性が最も高い NVRAM ソリューションを提供し、 世界中のクリティカル データの取得と保護を実現 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 3 パラレル不揮発性メモリの技術用語 不揮発性メモリ（NVM） 電力喪失時にデータを保持するメモリ 不揮発性ランダム アクセス メモリ（NVRAM） アドレスを指定してアクセスし、データを順不同で格納できる不揮発性メモリ 書き換え回数 不揮発性メモリ セルが寿命に至るまでの書き換え可能な回数 Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon（SONOS） 不揮発性メモリのストレージ セルを構成する、ポリシリコン ゲート(S)、酸化物-窒化物-酸化物(ONO)構造のゲート絶縁物と シリコン基板(S)で造られたトランジスタ 不揮発性SRAM（nvSRAM） SONOS構造の不揮発性メモリセルが各SRAMセルに埋め込まれ、電力喪失時にデータを保持できるようにする高速SRAMメモリ オープンNANDフラッシュ インターフェース（ONFI）規格 異なるベンダーのNANDデバイスの互換性と相互運用性を保証するオープン インタフェース規格 バッテリバックアップSRAM（BBSRAM） 電池を接続し、電力喪失時にデータを保持するSRAMメモリ 有害物質規制（RoHS） 電子電気部品における環境的有害物質の使用を除去するように規制する欧州連合(EU)による指令 独立したディスクの冗長アレイ（RAID） 複数のディスク ドライブを使用して冗長性を向上させるストレージ技術 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 4 パラレルNVMの設計における課題 1. 多くのシステムには、高い書き換え回数を有する高速不揮発性メモリが必要 従来のEEPROMおよびフラッシュ不揮発性メモリは、書き込み時間が遅く(>1ms)、書き込み回数に制限あり 低消費電力非同期SRAMのアクセス時間は高速で45ns以下であるが、電力喪失時にデータを格納するため 電池によるバックアップが必要 ほとんどのNVRAMはONFI規格に対応せず、多くのコントローラと互換性がない 2. 従来型のBBSRAMソリューションは望ましくないトレードオフを強いられる 電池には電源管理回路およびファームウェアが必要となり、システムのコストおよび複雑さを増加 コイン型電池は信頼性を低減させ、寿命があり、システムの保守と一時停止が必要 システム電源が回復する前に電池の電荷が失われるとデータを失う危険性があるので、早期に修理が必要 電池はRoHS規制に違反する重金属を含む 3. 多くのシステムには、正確なタイム スタンプおよび大量データの即時の取り込みが必要 タイム スタンプ データに使用される正確な外部リアル タイム クロック チップはコストと複雑さを増加 8Mbのメモリ容量以上の従来型のNVRAMは35ns～100nsのアクセス時間に制限 サイプレスの16Mb非同期nvSRAMはこれらの課題を解決 書き換え回数が無制限で、25nsの読み込み／書き込みアクセス時間に対応 高速非同期パラレルとONFI規格1.0と互換性のあるインターフェイスの両方を提供 電力喪失時にデータを無期限に保持するための電池が不要で、RoHS対応 電力喪失時の外部電源管理回路やファームウェアを必要とせず、データを確実に保存 集積化された高精度なリアルタイム クロックを搭載 サイプレスの16Mb nvSRAMは業界で最速、大容量のNVRAM 電池やクロック チップをなくすことによってシステムのコストと複雑さを低減 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 5 パラレルnvSRAMは優れたソリューション 複雑なBBSRAMベースの 設計を簡略化する・・・ パラレル不揮発性メモリ ソリューションとして nvSRAMを選択することにより・・・ ミッションクリティカルな アプリケーション のために、 少ないコストでより高い信頼性を 持つソリューションを提供 標準SRAMメモリ 産業機器オートメーション コンピューティングおよび ネットワーキング 航空宇宙および軍用向け電子機器 電子ゲーム 電力喪失時にデータを保持するための電池 電池不要のパラレルnvSRAMソリューション 電池を配置するために 必要な基板領域 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 6 サイプレス16Mb NVRAMソリューション vs. 競合製品 機能 nvSRAM CY14B116 非同期 SRAM1 + 電池 R1LV1616HBG MRAM MR4A16B アクセス時間 25ns 45ns 35ns 電池 不要 要 不要 アクティブ書き込み電流2 75mA 50mA 150mA RoHS 準拠 対応 非対応 対応 データ保持期間 20年 5年3 20年 磁場耐性 有 有 無4 リアル タイム クロック 有 無 無 ONFI規格1.0インターフェース 有 無 無 1 低消費電力16Mb非同期SRAM 2 条件：最大電流、x16、45ns（nvSRAM）、45ns（非同期 SRAM）、45ns（MRAM）、2.7～3.6V、−40°C ～ 85°C 3バックアップ電池の標準的な寿命に基づく 4MRAMはモータや電磁石の近くに発生した磁場によって破壊される可能性がある 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 7 nvSRAM ポートフォリオ 高密度 | 高速 SPI nvSRAM I2C nvSRAM CY14V116F/G 16Mb；3.0、1.8V I/O 30ns；ONFI3 1.0 x8, x16; Ind1 CY14B116R/S 16Mb；3.0V 25, 45ns; x32; Ind1 RTC2 CY14B108K/L 8Mb；3.0V 25, 45ns; x8; Ind1 RTC2 CY14B108M/N 8Mb；3.0V 25, 45ns; x16; Ind1 RTC2 CY14B116K/L 16Mb；3.0V 25, 45ns; x8; Ind1 RTC2 CY14B116M/N 16Mb；3.0V 25, 45ns; x16; Ind1 RTC2 CY14B104K/LA 4Mb; 3.0V 25, 45ns; x8; Ind1 RTC2 CY14V104LA 4Mb；3.0、1.8V I/O 25, 45ns; x8; Ind1 CY14B104M/NA 4Mb; 3.0V 25, 45ns; x16; Ind1 RTC2 CY14V104NA 4Mb；3.0、1.8V I/O 25, 45ns; x16; Ind1 CY14B101P 1Mb；3.0V 40MHz SPI; Ind1 RTC2 CY14B101I 1Mb；3.0V 3.4 MHz I2C; Ind1 RTC2 CY14B101KA/LA 1Mb; 3.0V 25, 45ns; x8; Ind1 RTC2 CY14V101LA 1Mb；3.0、1.8V I/O 25, 45ns; x8; Ind1 CY14B101MA/NA 1Mb；3.0V 25, 45ns; x16; Ind1 RTC2 CY14V101NA 1Mb；3.0、1.8V I/O 25, 45ns; x16; Ind1 CY14B512P 512Kb；3.0V 40MHz SPI; Ind1 RTC2 CY14B512I 512Kb；3.0V 3.4 MHz I2C; Ind1 RTC2 CY14B256KA/LA 256Kb; 3.0V 25, 45ns; x8; Ind1 RTC2 CY14V/U256LA 256Kb；3.0、1.8V I/O 35ns; x8; Ind1 CY14E256LA 256Kb; 5.0V 25, 45ns; x8; Ind1 STK14C88-5 256Kb; 5.0V 35, 45ns; x8; Mil4 CY14B256P 256Kb；3.0V 40MHz SPI; Ind1 RTC2 CY14B256I 256Kb；3.0V 3.4 MHz I2C; Ind1 RTC2 STK11C68-5 64kb；5.0V 35, 55ns; x8; Mil4 STK12C68-5 64kb；5.0V 35, 55ns; x8; Mil4 CY14B064P 64kb；3.0V 40MHz SPI; Ind1 RTC2 CY14B064I 64kb；3.0V 3.4 MHz I2C; Ind1 RTC2 64Kb～256Kb 512Kb～16Mb パラレルnvSRAM 1工業用グレード−40℃～+85℃ 4軍用グレード−55℃～+125℃ 2リアルタイム 5クワッドSPIインターフェース クロック 3オープンNANDフラッシュ インターフェース規格 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP QSPI5の計画 nvSRAM 入手にNDAが必要 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 量産中 開発／企画中 新製品 8 16MbパラレルnvSRAM アプリケーション ブロック図 産業機器オートメーション コンピューティングおよびネットワーキング 航空宇宙および軍用電子機器 電子ゲーム VCAP4 16Mbパラレル nvSRAM 電力制御 STORE SONOSアレイ 制御 特長 3 制御ロ ジック SRAMアレイ x32 非同期パラレル インターフェース：25nsのアクセス時間、 x8、x16、x32のバス ONFI規格1.0：30nsのアクセス時間、x8とx16のバス幅 無制限の読み込み／書き込み回数 電源異常時のSTOREサイクルが100万回 85ºCで20年、65ºCで150年のデータ保持 動作電圧：3.0V、5.0V；1.8VのI/O電圧 少ないスタンバイ電流（750µA）とスリープ電流（10µA） 集積化された高精度なリアルタイム クロック 工業用温度範囲 パッケージ：44-TSOP II、48-TSOP I、54-TSOP II、165-FBGA Store/Recall 制御 データ I/O制御 XIN1 XOUT2 INT3 RTC HSB5 RECALL アドレス デコーダ ソフトウェア コマンド検出 x21 アドレス 出荷予定 資料 暫定版データシート：営業担当者まで サンプル：2014年4月 量産：2014年7月 1水晶発振子入力側 4外部コンデンサ接続 2水晶発振子出力側 5ハードウェアSTOREビジー 3割り込み出力/較正/方形波 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 9 評価にあたって 1. アプリケーション ノートをダウンロード：A Comparison Between nvSRAMs and BBSRAMs 2. オンライン技術サポート: http://secure.cypress.com/myaccount/ に登録 3. 暫定版データシート: 営業担当者まで 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP シーメンス社製 プログラマブル ロジック コントローラ シスコ社製 ルーター ロックウェル コリンズ社製 航空サブシステム IGT社製 電子ゲーム機 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 10 付録 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 11 nvSRAM製品セレクタ ガイド バス 幅 x8 電源 電圧 3.0V I/O 電圧 3.0V RTC 非同期パラレル アクセス 時間 25ns CY14E116L-ZS25XI 非同期パラレル 25ns x8 5.0V CY14B116K-ZS25XI 非同期パラレル 25ns x8 3.0V CY14B116N-Z30XI 非同期パラレル 30ns x16 CY14B116N-Z45XI 非同期パラレル 45ns CY14E116N-Z30XI 非同期パラレル CY14B116N-ZSP25XI CY14B116N-ZSP45XI 16Mb nvSRAM 部品番号 CY14B116L-ZS25XI インターフェース 無 温度 -40～85°C パッケージ 54TSOP II 5.0V 無 -40～85°C 54TSOP II 3.0V 有 -40～85°C 54TSOP II 3.0V 3.0V 無 -40～85°C 48TSOP I x16 3.0V 3.0V 無 -40～85°C 48TSOP I 30ns x16 5.0V 5.0V 無 -40～85°C 48TSOP I 非同期パラレル 25ns x16 3.0V 3.0V 無 -40～85°C 54TSOP II 非同期パラレル ONFI 1.0 45ns x16 3.0V 3.0V 無 -40～85°C 54TSOP II CY14V116F7-BZ30XI 30ns x8 3.0V 1.8V 無 -40～85°C 165-FBGA CY14V116G7-BZ30XI ONFI 1.0 30ns x16 3.0V 1.8V 無 -40～85°C 165-FBGA CY14B116N-BZ25XI 非同期パラレル 25ns x16 3.0V 3.0V 無 -40～85°C 165-FBGA CY14B116M-BZ45XI 非同期パラレル 45ns x16 3.0V 3.0V 有 -40～85°C 165-FBGA CY14B116S-BZ25XI 非同期パラレル 25ns x32 3.0V 3.0V 無 -40～85°C 165-FBGA CY14B116S-BZ45XI 非同期パラレル 45ns x32 3.0V 3.0V 無 -40～85°C 165-FBGA CY14E116S-BZ25XI 非同期パラレル 25ns x32 5.0V 5.0V 無 -40～85°C 165-FBGA 16Mb nvSRAMの部品番号解説 CY 14 X 116 X X – XXX XX X X 温度範囲： I = 工業用 鉛含有：X = 無鉛 アクセス時間：25 = 25ns、30 = 30ns、45 = 45ns パッケージ：ZS = 44-TSOP II、Z = 48-TSOP I、ZSP = 54-TSOP II、BZ = 165-FBGA インターフェース：空白 = 非同期パラレル、7 = ONFI 1.0 バス幅：L = x8 、N = x16 、S = x32 、F = x8 NAND 、G = x16 NAND メモリ容量：116 = 16Mb nvSRAM 電圧：B = 3.0V 、E = 5.0V 、V = 3.0V 、1.8V I/O マーケティング コード：14 = nvSRAM 会社ID：CY = Cypress 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 12 参考資料およびリンク サイプレス不揮発性製品ウェブサイト：www.cypress.com/nonvolatile 一般に公開された不揮発性製品のドキュメントおよび添付資料 サイプレス不揮発性製品ロードマップ：サイプレス不揮発性RAMロードマップ データシートとNDAロードマップについては、 サイプレスの販売代理店または[email protected]までお問い合わせ アプリケーション ノート：不揮発性製品アプリケーション ノート 知識ベース記事：不揮発性製品知識ベース記事 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 18 16Mb nvSRAMソリューションの価格 競合メーカー製品 競合メーカー 低消費電力SRAM：Renesas社 R1LV1616RSA-5SI 価格：$10.501 電池 + ケース その他部材費 電池 + ケース：Panasonic社 CR2477 + Memory Protection Devices社 BH1000G-NDケース 価格：$2.121 電源管理回路 電源管理回路：Maxim社 MXD1210ESA 価格：$3.702 $10.50 $2.12 $3.70 その他部材費 付加価値 $5.82 出荷後の電池交換 出荷後に電池交換する費用3： 付加価値：$9.93 高速なアクセス時間 業界最速のアクセス時間（25ns）： 付加価値：$2.40 $2.40 外付コンデンサ -$0.22 基板面積の節約 $0.12 外付けコンデンサ：22µF、6.3V、タンタル 除外費用：-$0.223 基板面積の節約： 付加価値：$0.124 $9.93 付加価値合計 $12.23 合計価格 1 2 3 4 Digikeyのウェブサイト掲載の1千個当たりの価格 メーカーウェブサイト掲載の価格 $5.76（15年間に4回、電池代$1.44）+人件費：$4.17（15年間に4回、人件費が$50/時間、 交換時間を 電池1個につき75秒と見積もる） 8層PCB、12.25平方センチメートル、$0.01/平方センチメートル 001-92287 Rev *A オーナー：RHOE 技術指導者：TUP $28.55 サイプレス ソリューション： CY14B116N-Z25XI 合計価格： $25.12 12%の費用削減： $3.43 16Mb nvSRAM新製品のご紹介（エンジニアリング） 19
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