¿Qué es SRAM? Consejos de diseño de PCB y cómo prevenir la pérdida de datos

La SRAM pierde sus datos cuando se corta la alimentación.

Una de las mejores invenciones en el software de edición es la función de guardado automático, que previene que la Ley de Murphy actúe en el peor momento. Hace décadas, casi lloro cuando varias páginas de un importante trabajo universitario se borraron literalmente, ya que la inexistencia de la función de guardado automático se agravó por mi reticencia a pulsar el botón de ‘Guardar’.

En electrónica, corres el riesgo de perder todos los datos almacenados en una Memoria de Acceso Aleatorio Estática (SRAM), si estás consciente de los desafíos al diseñar con una SRAM. Esto puede causar operaciones impredecibles del hardware, especialmente si la SRAM almacena variables críticas.

¿Qué es la SRAM y cómo funciona?

La SRAM es una memoria no volátil que se utiliza comúnmente en el diseño de sistemas embebidos. Almacena información en bits lógicos y retiene el valor mientras esté alimentada por un voltaje operativo. Una vez que se corta la alimentación, toda la SRAM se restablecerá a su valor predeterminado, generalmente equivalente a unos lógicos.

El interior de una SRAM está construido por múltiples celdas. Las celdas contienen biestables flip-flop que son controlados por un par de transistores. Cuando la información se almacena en direcciones específicas, algunos de los flip-flop se engancharán de acuerdo para representar el valor digital de los datos.

A pesar de la incapacidad de la SRAM para retener información al apagarse, se utiliza regularmente en diseños que requieren memoria de trabajo adicional. En comparación con otros componentes de memoria volátil como Flash y EEPROM, la SRAM tiene un tiempo de acceso de lectura insignificante y los datos pueden escribirse en direcciones de memoria aleatorias.

Como con otros componentes electrónicos, la SRAM ha experimentado mejoras a lo largo de los años. Se acabaron los días en que la SRAM era un componente masivo con más de 40 pines y el bus de direcciones paralelo aún era una interfaz popular. Los fabricantes de memoria de hoy producen SRAM con interfaces seriales como SPI e I2C, reduciendo drásticamente el factor de forma hasta en tan solo 8 pines.

Consideraciones Principales al Diseñar con una SRAM

Darle a tu diseño de SRAM un pensamiento adicional podría marcar una gran diferencia.

Diseñar con una SRAM puede parecer una tarea sencilla. Después de todo, ¿qué podría ser tan difícil acerca de diseñar con un chip de memoria de bajo conteo de pines? Bueno, la experiencia me ha enseñado que muchas cosas pueden, de hecho, salir mal. Desde la selección de componentes hasta problemas post-producción, se pueden encontrar un número considerable de problemas. Aquí hay algunos consejos para ayudar a los diseñadores de PCBs a nivel principiante:

Capacidad de Memoria

¿Deberías elegir la SRAM con la mayor capacidad? ¿O elegir una que se ajuste a los requisitos del proyecto? Esta es una pregunta que preocupa más a los desarrolladores de firmware que a los diseñadores de hardware. Los fabricantes de memoria suelen introducir SRAM de diferentes capacidades en el mismo paquete físico. Esto significa que no necesitas alterar tu diseño cuando la elección de la capacidad de memoria cambia.

Tipo de Interfaz

Las interfaces más populares utilizadas por la SRAM son SPI e I2C. SPI requiere cuatro pines físicos para escribir y leer datos mientras que I2C solo requiere dos conexiones físicas de datos. Generalmente, SPI ofrece un acceso más rápido pero requiere una señal de control individual para cada IC en el bus SPI. I2C es ideal cuando tienes múltiples chips de memoria conectados al microcontrolador ya que solo requiere una señal de datos y una de reloj.

Condensador de Desacoplamiento

Con innovadoras memorias no volátiles como Flash y FRAM, es poco probable que estés diseñando una SRAM respaldada por batería. Aunque esto ciertamente hace que el diseño de SRAM sea más fácil, no significa que puedas pasar por alto la importancia de una fuente de alimentación estable. Asegúrate siempre de que un capacitor de desacoplamiento esté colocado lo más cerca posible al pin Vcc de la SRAM. Lo último que querrías es corrupción de datos debido a la inestabilidad de poder. Un capacitor de desacoplamiento también ayuda a prevenir problemas con el rebote de tierra.

Rastros de Señal

Sigue las mejores prácticas de PCB para mantener la integridad de los datos.

Ya sea que estés utilizando un SPI, I2C o una SRAM paralela, querrás asegurarte de que no haya problemas de retraso de propagación que corrompan los datos mientras se están escribiendo o leyendo. Esto significa que las prácticas habituales son aplicables: enruta las señales de datos paralelas entre sí y lejos de otras trazas de alta frecuencia.

Plano de Tierra

Una generosa área de plano de tierra debajo de la SRAM puede ayudar a aumentar la estabilidad del componente. También puede ayudar a prevenir que la interferencia electromagnética de una fuente externa afecte a la SRAM. Puedes colocar fácilmente un plano de tierra sólido con la herramienta de polígono de Altium.

Usar software de diseño de PCB como Altium Designer^® te ayuda a enrutar de manera impecable, prevenir la pérdida de datos y evitar problemas innecesarios como inestabilidad o interferencia. Si necesitas más consejos útiles con SRAM en tu diseño de PCB, habla hoy mismo con un experto de Altium.