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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik MSP430 mit FRAM


Autor: Ras Funk (rasfunk)
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Ich denke, das ist eine extra Diskussion wert:

http://www.elektroniknet.de/bauelemente/news/artic...

(entnommen aus diesem Thread: 
Beitrag "EFM32 vs. MSP430")

Der MSP430 also nun ohne SRAM und Flash, dafür mit 16K FRAM und kleinem 
Cache. FRAM z.Z. mit 8MHz getaktet - weitere Details siehe Artikel.

Bei TI leider noch keine Produktseite und auch noch keine Teilenummern.

Nach allem, was ich von TI höre, ist das aber erst der Anfang. In Q4 
soll ein MSP430 mit neuem FRAM-Prozess kommen, der in Sachen 
Geschwindigkeit und Stromaufnahme alles wegklopft was es bislang so an 
low-power uC gibt.

Meine ganz persönliche Meinung dazu: das ändert ALLES.

Bin gespannt, wie der Markt auf diese Revolution reagiert.

Autor: Dennis S. (bzzzt)
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Kann man sich ja schon fragen, wieso sie den Stromverbrauch des FRAM 
beim Schreiben nur mit Flash-Speicher vergleichen. Brauchen EEPROMs noch 
mehr Strom beim Lesen oder Schreiben?
Denn 16 kB Speicher kriegt man wohl auch locker damit hin...

Autor: Cpt Haddok (Gast)
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Hallo!

SChon mal näher reingeguckt?

http://www.eebeat.com/wp-content/uploads/2011/02/I...

Das ganze ist auf die Verbesserung beim SChreiben ausgelegt.
FERAM braucht beim Lesen ein Refresh, d.h. ist bis zu 2x langsamer als
NOR.
Wo ist da der Vorteil? Oder habe ich da was überlesen?

Das Produkt würde ich gerne bestellen und gegenüber MSP430 mit Flash,
EFM32 und STM32L testen.

Wer weiß, wo und wann man die Bausteine bekommt?

Gruß
CH

(COPY-PASTE aus dem anderen Thread - falls hier noch Komentare dazu 
kommen sollten)

Autor: Simsys (Gast)
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Hi,

aus meiner Sicht läuft die Entwicklung der Ultra-Low-Power Prozessoren 
z.Zt in eine Sackgasse. Auf der einen Seite werden die Prozessoren immer 
schneller und leistungsfähiger, dabei steigt die Rechenperformanz pro 
Ladung stetig an (MHz/µA, MIPS/µA). Auf der anderen Seite steigt der 
Ruhestrom im Zustand "CPU schläft und Peripherie/Timer sind aktiv" auch 
an (Beim MSP430 heißt die Betriebsmode LPM3). Besonders kritisch ist, 
dass dann dieser Ruhestrom bei aktuellen Designs auch noch über 
Temperatur sehr starkt zunimmt.

Es gibt sehr viele Applikationen, da ist aber genau dieser Betriebsmodus 
dominant. Hierunter dürften z.B. sämtliche Metering-Anwendungen fallen. 
Zu mehr als 99,9% der Zeit schläft die CPU. Die Power-Budgets sind von 
diesem Betriebszustand dominiert. Die verbesserte Performanz beim 
Rechnen bringt gar nichts.

Hier unterscheiden sich die aktuellen Produkte der Hersteller kaum. 
Übrigens sind "alte" MSP430 (2xxx er Reihe) noch wesentlich besser. Sie 
werden auf einem älteren, gröberen Prozess gefertigt. Nur sind diese, 
speziell wenn viel Speicher benötigt wird, teurer (weil Chipfläche 
größer).

Die FeRAM Technologie könnte ein Weg aus dieser Sackgasse sein. Die CPU 
und die Peripherie lässt sich nämlich im Ruhezustand komplett stromlos 
schalten. Damit wird es wieder möglich, auch bei sehr kleinen 
Strukturgrößen kostengünstige super-strom-sparende "Ruhe-Strom-Designs" 
zu machen.

Ein weiterer Vorteil der FeRAM-Technologie ist, dass die zum Schreiben 
erforderliche Mindestladungsmenge beim FeRAM drastisch niedriger liegt 
als beim Flash. Dieser Vorteil ist aber, denke ich, in vielen 
Applikationen nicht relevant.

FeRAM kann auch der zunehmenden Komplexität der Controller entgegen 
wirken. Der Traum vom "unified" Memory rückt in greifbare Nähe. Das 
bedeutet, der Software-Entwickler kann die Grenze zwischen Code und 
Daten nahezu frei wählen. Er braucht auch keine Rücksicht zu nehmen, ob 
die Daten nur kurz zwischen gespeichert oder dauerhaft gesichert werden 
sollen. Heute geht die Entwicklung in eine andere Richtung, in indem 
Teile des SRAM aus strom-spar-gründen abgeschaltet werden. Dies ist zwar 
machbar, fragmentiert aber den Speicher zusätzlich und ist eine fiese 
Fehlerquelle.

Ich fürchte nur, TI rennt die Zeit davon. Sie dürften im Moment viele 
Designs an den Wettbewerb verlieren. Mir fällt es auch schwer, die 
Vorgehensweise des Marketings von TI zu verstehen: Auf der einen Seite 
gibt es Ankündigungen, auf der anderen Seite keine handfesten 
Informationen oder Termine. Auf der Homepage findet man nichts. Eine 
klare Kommunikation geht anders. Wann wird die FeRAM Technologie 
verfügbar sein? Eigenschaften Muster, Serienprodukte?

Autor: Johnny B. (johnnyb)
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Habe gehört, dass bereits jetzt die ersten Exemplare an ausgesuchte 
Kunden ausgeliefert werden.
Sollte sich also nur noch um wenige Wochen oder Monate handeln, bis auch 
das "Fussfolk" an die MSP430 mit FRAM rankommt.

Ich finde es auch krass, dass die Information im FRAM wie bei 
Kernspeichern früher beim lesen zerstört wird und aktiv 
zurückgeschrieben werden muss. Aber TI macht ja schon viele Jahre lang 
die FRAM Chips für Ramtron, daher nehme ich an, wird die Technologie 
schon genügend ausgereift sein, dass man sich darauf verlassen kann.

Autor: ..-.--.-.- (Gast)
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Johnny B. schrieb:
> Ich finde es auch krass, dass die Information im FRAM wie bei
> Kernspeichern früher beim lesen zerstört wird und aktiv
> zurückgeschrieben werden muss. [...]

Ist doch bei DRAM auch so. Da steht FRAM also in guter Tradition der 
RAM-Varianten.

Autor: Johnny B. (johnnyb)
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Ach so, das war mir nicht bewusst, dass dies bei normalem RAM auch der 
Fall ist.
Eigentlich schon erstaunlich, wie zuverlässig das Zeug heutzutage 
funktioniert...

Autor: ..-.--.-.- (Gast)
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Beim SRAM bleibt der Zustand natürlich erhalten.
Da du das DRAM eh regelmäßig auffrischen musst, ist das auch nicht allzu 
schlimm, wenn du die Daten zerstörend liest.
Und für die Zuverlässigkeit gibt es ja ECC.

Autor: chris (Gast)
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>Der Traum vom "unified" Memory rückt in greifbare Nähe.

Ob das so gut ist ... Man stelle sich vor, der Controller überschreibt 
beim Absturz das Programm.

Das wäre bei einer Flash nicht passiert. Da Resetet der Watchdog den 
Prozessor und alles läuft wie gewohnt weiter.

Autor: Simsys (Gast)
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@Jonny B.
Man hört, die kurz vor Freigabe stehenden FRAM-Typen sind im 
(Ruhe-)Stromverbrauch wohl noch nicht so doll. Das ist wahrscheinlich 
noch nicht dieser ultra-stromsparende Prozess, sondern ein Vorläufer 
davon.

@chris
Dein Einwand ist natürlich berechtigt, das wäre fatal. Man braucht also 
eine "Memory-Protection" Einheit, mit der festlegt wird, auf welche 
Speicherbereiche schreibend zugegriffen werden darf.

Autor: Johnny B. (johnnyb)
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Simsys schrieb:
> @Jonny B.
> Man hört, die kurz vor Freigabe stehenden FRAM-Typen sind im
> (Ruhe-)Stromverbrauch wohl noch nicht so doll. Das ist wahrscheinlich
> noch nicht dieser ultra-stromsparende Prozess, sondern ein Vorläufer
> davon.

Das deckt sich mit dem, was ich gehört habe.

Autor: Ras Funk (rasfunk)
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Autor: Tante Käthe (Gast)
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Oh je, viel Besserung ist dort nicht zu erkennen. Ein alter MSP430 mit 
FRAM. die Standby-Werte und LPM3 sind nicht besser geworden.
Da ist der EFM32 immer noch besser! Diese  MCUs machen wahre Freude. 
Nicht nur 900nA im Deep Sleep + Peripherie (alles aber im Rahmen von ca. 
1uA), sondern auch den Komfort eines CORTEX M3 bei der SW Entwicklung.

Gute Nacht

TK

Autor: Master Snowman (snowman)
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sorry, wenn ich den thread "reaktiviere"...
FeRAM basiert ja auf magnetismus. weiss jemand genaueres bezüglich der 
zuverlässigkeit FeRAM-basierter produkte im umfeld von elektromotoren. 
wie sicher sind die daten, wenn solche produkte im magnetischen umfeld 
gebraucht werden? einerseits kann ich mir nicht vorstellen, dass diese 
nicht magnet-unempfindlich sind, anderseits einen uC rausgeben, der 
nicht für steuerungen (unter anderem motorensteuerungen) zu gebrauchen 
ist, wäre ja auch einen genickschuss.

Autor: Bob (Gast)
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Die Frage von Master Snowman ist schon interessant,
da fällt mir auch noch der Curie-Effekt ein.
(Magnetismus "verschwindet" bei einer gewissen Temperatur,
Beispiel die "Magnastat"-Lötkolben)

Wie verhalten sich da die FRAMs?
Hat da jemand schon Erfahrungen?

Ich glaube mal in einem DB gelesen zu haben daß
beim Einlöten eventuell Informationen im FRAM verloren
gehen könnten, bin mir aber nicht sicher.

Autor: Om Pf (ompf)
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FRAM ist ferro-elektrisch, nicht ferro-magnetisch.

Die Daten werden durch hohe elektrische Felder zerstört, was aber nicht 
weiter tragisch ist, da dann der Chip ohnehin kaputtgeht.

Autor: Master Snowman (snowman)
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@om pf: das wird es sein. danke! :-)

Autor: Stefan Wimmer (wswbln)
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Auch Flash Speicher funktioniert mit elektrischen Feldern.

Wenn man mal nachrechnet, was für Feldstärken auf dem Chip im Gate-Oxyd 
herrschen und sich versucht vorzustellen, solch eine Feldstärke in einem 
großeren Volumen (worin sich dann der ganze Baustein oder eine Baugruppe 
oder ein Gerät befindet) herzustellen, merkt man schnell, dass in der 
Praxis eher andere Probleme relevant sind...

Autor: Ras Funk (rasfunk)
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Kleines Update:

> Nach allem, was ich von TI höre, ist das aber erst der Anfang. In Q4
> soll ein MSP430 mit neuem FRAM-Prozess kommen, der in Sachen
> Geschwindigkeit und Stromaufnahme alles wegklopft was es bislang so an
> low-power uC gibt.

Ist inzwischen angekündigt, verfügbare Samples ab Juni 2012:

http://www.ti.com/ww/en/mcu/wolverine/

Klingt jedenfalls mal nicht schlecht.

Autor: SimSys (Gast)
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Es ist zwar schon November, aber es gibt sie so langsam...

http://e2e.ti.com/blogs_/b/msp430blog/archive/2012...

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Das TI-eigene launchpadartige Evaluationboard MSP-EXP430FR5739 konnte 
man schon im Juli 2011 bekommen, ich habe jedenfalls damals eines im 
eStore geordert und geliefert bekommen.

Autor: Michael H. (overthere)
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FRAM wird sich nie durchsetzten, da zu geringe Speicherkapazität pro 
Fläche. Wir haben das in der Vorlesung mal ausgerechnet, 3/4 vom MSP 
waren auf dem Bild aus FRAM.
Meine Meinung zum MSP: Ich war ein großer Fan dieser Reihe, bietet aber 
mitlerweile viel zu wenig Performance für das Geld. Nicht mal ein 
Hardware Multiplier ist dabei.
Ich werde auf Freescale CortexM0+ setzen.

Wenn man wirklich unendlich oft Speicherzugriffe braucht, verbaut man 
MRAM (Everspin) als externen IC.

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Michael H. schrieb:
> Nicht mal ein Hardware Multiplier ist dabei.

Zwar im MSP430FR57xx nicht, aber etliche andere MSP430-Mitglieder haben 
so etwas schon lange.

Autor: Heiner B. (synergy1337)
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Rufus Τ. Firefly schrieb:
>Michael H. schrieb:
>> Nicht mal ein Hardware Multiplier ist dabei.
>
> Zwar im MSP430FR57xx nicht,
hm also im Family guide für MSP430FR57xx  steht eindeutig im Kapitel 14 
32-Bit Hardware Multiplier: "The MPY32 module is implemented in all 
devices."

gleiches gilt für die FR59 familie die nebenbei auch ein Harware AES256 
Modul besitzt (was ich selbst aber eher uninteressant finde). Also von 
Platzmangel kann keine Rede sein. Die Samples beschränken sich aber 
leider immer noch auf qfn :(

Autor: Rufus Τ. Firefly (rufus) (Moderator) Benutzerseite
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Heiner B. schrieb:
> hm also im Family guide für MSP430FR57xx  steht eindeutig

Na, dann sogar dort auch. Ich hatte ihn beim Überfliegen des 
Datenblattes nicht direkt gefunden.

Dann ist mir erst recht nicht klar, welches Problem "Michael H." jetzt 
im einzelnen haben mag.

Autor: Heiner B. (synergy1337)
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Rufus Τ. Firefly schrieb:
> Dann ist mir erst recht nicht klar, welches Problem "Michael H." jetzt
> im einzelnen haben mag.
Aufmersamkeitsdefizit

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