Cypress CY14B108K/CY14B108M：8M位nvSRAM与实时时钟的完美结合

在电子设备的设计中，非易失性静态随机存取存储器（nvSRAM）与实时时钟（RTC）的组合常常是关键的一环。Cypress的CY14B108K和CY14B108M系列产品，将8M位的nvSRAM与功能完备的RTC集成于一体，为工程师们带来了高性能、高可靠性的解决方案。今天，我们就来深入了解一下这两款产品。

文件下载：CY14B108M-ZSP25XIT.pdf

产品概述

CY14B108K和CY14B108M分别提供1024K×8（CY14B108K）和512K×16（CY14B108M）的存储容量，具有25ns和45ns的快速访问时间。其内部采用了QuantumTrap技术，实现了数据的非易失性存储，同时具备无限次的读写和召回操作，以及高达100万次的存储操作，数据保留时间长达20年。此外，该系列产品还集成了功能丰富的RTC，包括看门狗定时器、可编程闹钟、电容或电池备份等功能，适用于工业温度范围。

功能特性

非易失性存储

CY14B108K/CY14B108M采用了独特的架构，将SRAM存储单元与非易失性QuantumTrap单元配对在同一物理单元中。数据可以在SRAM和非易失性单元之间进行快速转移，实现存储（STORE）和召回（RECALL）操作。在存储和召回操作期间，SRAM的读写操作将被禁止，以确保数据的完整性。

自动存储（AutoStore）

AutoStore是QuantumTrap技术的一大特色，默认情况下该功能是启用的。在正常工作时，设备会从VCC引脚获取电流，为连接到VCAP引脚的电容充电。当VCC引脚的电压下降到VSWITCH以下时，设备会自动断开VCAP引脚与VCC的连接，并利用电容存储的电荷进行一次存储操作，将SRAM中的数据保存到非易失性单元中。需要注意的是，如果没有连接电容到VCAP引脚，则必须使用软件序列禁用AutoStore功能，否则可能会导致数据损坏。

硬件存储（HSB）

HSB引脚用于控制和确认存储操作。当HSB引脚被拉低时，设备会在tDELAY时间后有条件地启动存储操作。只有在自上次存储或召回周期以来发生过对SRAM的写入操作时，才会真正开始存储周期。在存储操作进行期间，HSB引脚会被拉低，表示设备处于忙碌状态。

软件存储和召回

通过特定的软件地址序列，可以实现数据从SRAM到非易失性存储器的存储操作，以及从非易失性存储器到SRAM的召回操作。具体来说，需要按照特定的顺序从六个特定地址位置执行CE或OE控制的读周期，以启动存储或召回周期。

实时时钟（RTC）

CY14B108K/CY14B108M的RTC功能提供了精确的时钟，支持闰年跟踪和可编程的高精度振荡器。时钟和闹钟寄存器以BCD格式存储数据，内部采用双缓冲机制，防止在读写操作期间访问过渡性的内部时钟数据。此外，RTC还具备看门狗定时器、闹钟功能、电源监控和中断功能等。

电气特性

工作范围

该系列产品适用于工业温度范围（-40°C至+85°C），工作电压范围为2.7V至3.6V。

直流电气特性

在不同的工作条件下，产品的直流电气特性表现良好。例如，平均VCC电流在不同的访问时间和工作模式下有所不同，待机电流较低，输入和输出的泄漏电流也在合理范围内。

交流电气特性

交流电气特性方面，产品具有快速的读写周期时间、地址访问时间和输出使能到数据有效时间等。同时，在不同的操作模式下，也有相应的切换波形和时间参数。

PCB设计注意事项

由于RTC晶体振荡器是一个低电流、高阻抗的电路，其晶体引脚对电路板上的噪声非常敏感。因此，在PCB设计时，需要注意以下几点：

• 晶体布局：将晶体尽可能靠近Xin和Xout引脚放置，保持晶体与RTC之间的走线长度相等且尽可能短，以减少噪声耦合的可能性。
• 走线宽度：Xin和Xout走线宽度应小于8mil，以减小走线电容。
• 屏蔽保护：为晶体电路提供一个保护环，防止相邻信号的噪声耦合。
• 信号隔离：在RTC走线附近布线时，要注意与其他高速信号保持至少200mil的距离，避免噪声干扰。
• 铜平面设计：在相邻的PCB层创建一个隔离的实心铜平面，位于晶体电路下方，以防止来自其他信号层的噪声耦合。

总结

Cypress的CY14B108K/CY14B108M系列产品为电子工程师们提供了一个高性能、高可靠性的nvSRAM与RTC解决方案。其丰富的功能特性、良好的电气特性和详细的设计指导，使得该系列产品在工业控制、数据记录、仪器仪表等领域具有广泛的应用前景。不过，在使用过程中，也需要注意AutoStore Disable功能存在的问题，避免数据损坏。希望通过本文的介绍，能帮助工程师们更好地了解和应用这两款产品。

大家在实际设计中有没有遇到过类似产品的使用问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。