เราจะสร้างวงจรหน่วยความจำแรงดันไฟฟ้าแบบอะนาล็อกได้อย่างไร

ฉันกำลังมองหาวงจรที่สามารถจำสัญญาณแรงดันไฟฟ้าและเอาท์พุทของแรงดันไฟฟ้าได้ไม่ จำกัด แม้หลังจากที่อินพุตถูกนำออกไป ไม่ควรเปลี่ยนวงจรเอาท์พุทจนกว่าจะมีการป้อนข้อมูลใหม่

ฉันเข้าใจว่าวงจรดังกล่าวสามารถทำโดยการสุ่มตัวอย่างอินพุตเป็นความละเอียดโดยพลการ แต่ฉันต้องการทราบว่าวิธีการแก้ปัญหาแบบอะนาล็อกที่ง่ายนั้นเป็นไปได้หรือไม่

ฉันต้องการเก็บโซลูชันนี้ไว้ทางอิเล็กทรอนิกส์อย่างหมดจดเนื่องจากฉันยังสามารถมองเห็นโซลูชันเชิงกลที่วงจรข้อเสนอแนะที่ควบคุมมิเตอร์อย่างฉับพลัน

ในที่สุดฉันก็ไม่อยากให้วงจรพึ่งความเสถียรแบบพาสซีฟของอินพุตแบบลอยตัวใด ๆ วงจรควรมีเสถียรภาพเป็นเวลาอย่างน้อยชั่วโมง

นี่ไม่ใช่คำตอบที่ใช้งานได้จริงหากคุณไม่ได้ทำงานให้กับ บริษัท ที่มีทรัพยากรของการพูด Intersil แต่เทคโนโลยีมีอยู่เพื่อให้งานนี้ พิจารณาการอ้างอิงชนิดISL21080ซึ่งเก็บค่าใช้งานหวังว่าตลอดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ที่ติดตั้งลงบนพื้นฐานของความจุขนาดเล็กที่แยกได้จากเอฟเฟกต์อุโมงค์ควอนตัม ให้พวกเขาไม่ได้รับมากเกินไปในทางของรังสีเอกซ์และอื่น ๆ ที่พวกเขาจะยังคงมีเสถียรภาพสวยสำหรับปีที่ผ่านมา ตัวอย่างเช่นดูบันทึกย่อของแอปพลิเคชันนี้

ฉันอาจเพิ่มสิ่งนี้ให้ความรู้สึกนึกคิดแก่ฉัน

สำหรับแอปพลิเคชันทั่วไประบบดิจิตอลน่าจะเป็นวิธีที่ดีที่สุด

เทคโนโลยี EEPROM แบ่งออกเป็นสองสาขาในช่วงต้นทศวรรษ 1980 - ออกไซด์บาง (FLOTOX) พร้อม Intel และ Seeq และออกไซด์หนาอื่น ๆ (Xicor) ในช่วงแรกมีจุดอ่อนทั้งสองเส้นทาง ประจุออกไซด์ที่รั่วไหลออกมาบาง ๆ และออกไซด์หนานั้นไม่สามารถวัดได้ มีปัญหาอื่น ๆ แต่พวกเขาไม่ได้ใช้ที่นี่

จากการที่ออกไซด์หนาไม่ได้ "อิเล็กตรอนรั่ว" ฉันถามนักออกแบบที่ Xicor เกี่ยวกับการแก้ปัญหาเชิงทฤษฎีของเซลล์ออกไซด์หนาเดียวถ้าเราลดข้อ จำกัด ของความรู้สึกแอมป์และพวกเขาบอกว่ามันสามารถเข้าใกล้ 1ppm (ประมาณ 20 บิต) . ตั้งแต่ฉันยังเกี่ยวข้องกับ LTC ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้นำในการอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าที่มีความหิวโหยโดยธรรมชาติทำให้ฉันคิดว่าเซลล์ EEPROM เดียวสามารถปรับให้มีความแม่นยำสูงและอ้างอิงแรงดันไฟฟ้าต่ำมาก การคิดระยะยาวของฉันคือเทคโนโลยีนี้สามารถพัฒนาต่อไปเพื่อใช้ใน AI และใช้ร่วมกับ n fan-out non-blocking, reconfigurable non-volatile multiplexers

เดินหน้าอย่างรวดเร็วประมาณ 15 ปี - Xicor ได้พัฒนาอุปกรณ์ดังกล่าวและจากนั้นก็ถูกซื้อโดย Intersil หากไม่สามารถปรับขนาดได้การมองเห็นในระยะยาวอาจไม่สามารถนำไปใช้ได้จริง อย่างไรก็ตามเทคโนโลยีอื่น ๆ สามารถเปิดใช้งานการมองเห็นเมื่อรวมเข้ากับ mux ที่กำหนดค่าซอฟต์แวร์ซอฟต์แวร์ใหม่ได้

อุปกรณ์นี้มีอยู่แม้ว่าจะไม่สามารถใช้งานได้ในปริมาณหน่วยเดียว แต่แอมพลิฟายเออร์เอาท์พุทของมันก็จะเข้ากันได้และไม่ได้เป็นแบบเชิงเส้น

มันเป็นโฟลตเกต MOSFET ที่ใช้ในหน่วยความจำแฟลช EEPRom และตระกูล ค่าใช้จ่ายในการเขียนโปรแกรมสามารถเปลี่ยนแปลงได้แม้ว่าจะคาดเดาไม่ได้เนื่องจาก FN tunneling (Fowler Nordheim) จะแปรผันไปตามค่าตาย ในขณะที่ไม่ใช่เชิงเส้นมันเป็นผลที่ได้สัดส่วนดังนั้นคุณสามารถจินตนาการการออกแบบวงจรที่ทำให้เอฟเฟกต์การเขียนโปรแกรมเชิงเส้นตรง (ของการเลื่อน Vth) จะมีเสถียรภาพในช่วงหลายสัปดาห์ถึงหลายเดือนดังนั้นจึงเป็นไปตามข้อกำหนดของชั่วโมงที่คุณบอกว่าคุณต้องการ

แต่มากขึ้นอยู่กับข้อกำหนดที่คุณต้องการเท่าไหร่เป็นที่ยอมรับ ฯลฯ

เพื่อให้ชัดเจนในที่นี้ฉันกำลังพูดถึงอุปกรณ์ / ทรานซิสเตอร์แต่ละตัวไม่ใช่ส่วนประกอบที่สมบูรณ์เนื่องจากวงจรการสนับสนุนของแฟลชจะป้องกันไม่ให้คุณใช้งานเซลล์ในลักษณะนี้

ต่อไปนี้เป็นข้อมูลอ้างอิง 3 ข้อจากบทความของEDN ที่พูดถึง บริษัท ที่ชื่อ GTronix ซึ่งถูกซื้อโดย National Semi (ตอนนี้ TI)

Lee, BW, BJ Sheu, และ H Yang,“ ซินซินเซทประตูน้ำลอยแบบอะนาล็อกสำหรับการคำนวณ VLSI ระบบประสาททั่วไป,” ธุรกรรม IEEE ในวงจรและระบบ, เล่มที่ 38, ฉบับที่ 6, มิถุนายน 1991, pg 654

Fujita, O, และ Y Amemiya,“ อุปกรณ์หน่วยความจำแบบอะนาล็อกที่เป็นเกทเวย์สำหรับเครือข่ายประสาทเทียม” ธุรกรรม IEEE บนอุปกรณ์อิเล็กตรอนเล่มที่ 40, ฉบับที่ 11, พฤศจิกายน 1993, pg 2029

Smith, PD, M Kucic และ P Hasler, "โปรแกรมที่ถูกต้องของอาร์เรย์ floating-gate อะนาล็อก" IEEE International Symposium บนวงจรและระบบ, เล่มที่ 5, พฤษภาคม 2002, pg V-489

มีอุปกรณ์อีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่า MNOS ทรานซิสเตอร์ (Metal Nitride Oxide Semiconductor) ซึ่งมีสองไดอิเล็กทริกในเกตซึ่งหนึ่งในนั้นคือ Si3N4 ซึ่งมีกับดักจำนวนมาก อุปกรณ์นี้ทำงานคล้ายกับแฟลชเซลล์ด้านบน

ฉันทิ้งความคิดเห็นไว้และคิดเกี่ยวกับมันสักครู่และจะพูดด้วยความมั่นใจโดยหวังว่ามันจะไม่มีอยู่ - บางคนล่องลอยไปจากแรงดันไฟฟ้า "ตัวอย่าง" ไม่เพียง แต่มีความแน่นอนเท่านั้น ความละเอียดเป็นสิ่งสำคัญที่ดูเหมือนว่า (ตามนัยในคำถามของคุณ) และนี่คือเหตุผลที่ฉันบอกว่าไม่มีอยู่จริง เสียงรบกวนเป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่จะลดความน่าเชื่อถือของสิ่งที่คุณสุ่มตัวอย่าง

แม้แต่ระบบดิจิตอล (ที่มีความละเอียดมากกว่าพอ) จะไม่ถูกต้องในการทำซ้ำแรงดันไฟฟ้าที่คุณเห็นได้ชัดว่า "เก็บไว้" สิ่งใดก็ตามที่ จำกัด ไว้จะเป็นปัญหา ความคิดโพเทนชิออมิเตอร์ (แนะนำในคำถาม) นั้นมีข้อบกพร่องเช่นกันเนื่องจากอาศัยแรงดันไฟฟ้าอ้างอิงข้ามขั้วที่ถูกเก็บรักษาไว้ (หรือทำซ้ำ) - คุณไม่สามารถรู้ได้ว่าสิ่งเหล่านี้ล่องลอยอย่างรวดเร็วเพียงใด ข้อผิดพลาดนั้น

ใช่ชิป ISD ทำงานในลักษณะนี้ ในความเป็นจริงนักประดิษฐ์ในปี 1990 อ้างว่าได้ค้นพบวิธีการจัดเก็บภาพยนตร์ 1 ชั่วโมงทั้งหมดในชิปหน่วยความจำแบบอะนาล็อก 16MB

ปัญหากลายเป็น (คุณคิดว่ามัน!) แรงดันไฟฟ้าลอยไปตามเวลา แน่นอนว่าชิปจะเก็บภาพยนตร์ของคุณได้ดีสำหรับหนึ่งวันอาจเป็นสองหรือแม้กระทั่งการขับเคลื่อนในที่สุดมันจะลดลงเกินกว่าที่จะใช้เพราะค่าแต่ละค่าที่เก็บไว้ไม่สามารถกู้คืนได้โดยไม่อ้างอิงไฟล์ต้นฉบับ ที่จริงแล้วฉันใช้ค้นหาสิ่งนี้เพื่อเก็บสัญญาณ SSTV แต่พบปัญหาเดียวกันแผ่นฟลอปปี้ดิสก์ทั่วไปหรือแม้แต่เทป VHS นั้นมีความน่าเชื่อถือมากกว่า