NVSRAM即非易失性静态随机存取存储器(Non-volatile SRAM)。众所周知,SRAM具有高速、低功耗、掉电数据即丢失、价格相对较高等特点。在早期(EPROM时代)的时候一些电子仪器想要保存一些数据(比如校准数据、机器设置等)是比较麻烦的事情,因为那时候没有EEPROM,也没有Flash,只有EPROM,EPROM是不可能实现IAP(在应用可编程)的。那些迫切想存储数据的人们想出了一个办法,就是使用SRAM,在系统掉电之后由后备电池为SRAM提供电力保障数据不丢失。甚至还有专门为此设计的SRAM。典型的例子就是电脑的BIOS(不是BIOS本身,而是存放BIOS设置的RAM),还有很多八九十年代的使用软件校准的仪器,比如下图中的HP3457A,这是一款八十年代设计出来的仪器。
那么问题来了,搞个数据存储,还要设计个电池供电电路,还要给电池和相关电路留地方,甚为繁琐。所以,联想一下DS12C887,很自然的,人们就把锂电池、SRAM和电源监控电路封装在一起,就形成了一种NVSRAM,准确点叫BBSRAM(电池后备SRAM,Battery Backed SRAM)。后来很多仪器就直接用了这种BBSRAM以简化设计,比如著名的HP3458A(图片自己搜吧,我没有就不贴图了),又如下图中的HM8131-2。
生产BBSRAM的厂家很多,比如美信集成(达拉斯半导体)、意法半导体等等。这种电池后备的SRAM系统无论是集成的还是分立元件的看起来很不错啊,兼有SRAM和ROM的特性。但是有一个非常致命的问题就是……电池会没电!这种问题很常见,比如用了四五年的电脑,某天开机突然发现需要按F1才能启动,时间都变成了2000年1月1日。再比如很多八十年代的仪器,到现在已经被生产出来三十年了,一般的锂电池基本上也该没电了,更要命的是,锂电池没电之后还会漏液,会腐蚀电路板。如果你经常去一些卖仪器的论坛,就会不时见到被电池漏液搞报废的仪器。当然,那些使用封装好的NVSRAM的仪器就不用担心这个,电池被包住了嘛,漏不出来。但是电池没电了还是会丢数据。这个电脑BIOS的电池没电了,可以换个电池重新设置一下就OK了。但是仪器的没电了,校准数据突然都丢了就没地方哭去了,据说有人的HP3458A上的NVSRAM(DS1225、DS1230)就突然没电了,结果……
那么说了那么多废话,现在回归正题。既然知道BBSRAM里面就是一个SRAM+一个锂电池,那么……我还是想拆开看看,究竟是什么样?会不会是和DS12C887一个样?
首先搞来两片拆机的意法半导体(ST)生产的M48Z58Y。当然是拆机的,这玩意全新的要一百来块呢,我可拆不起。
上面那片看起来9937像生产周期,下面那片应该是0104。
随便拿一片,先用刀把外壳劈开。
扒完衣服里面就是这样的。
哎……一整块啊,怎么办……
先用钳子刀片什么的试试吧。结果就是这个样……
这个封装真心恼人啊!怎么办呢?我又赶紧浏览了一下坛里拆解DS12C887的帖子,无损的只有用溶剂泡,剩下的基本都是暴力拆解,或者用锉慢慢磨。用溶剂肯定不行,暴力和锉又不想用,那又怎么办呢……
果断百度啊!!!!!一搜还真搜到了——用电烙铁。
这个电烙铁嘛,得用个报废的烙铁头,不然的话这个也就报废了。我有焊台了,就用那个20W外热当炮灰吧。温度也得注意,高了有烟。其实20W外热烙铁温度刚刚好。(这个是录像截图啊,不能每一步都拍照,也没有高清录像的东东,只能凑合事了,各位看官别介意啊。)
拆了一大半连个鬼影子都没看到,有点着急了,只好上钳子,很快就有了收获。
噢噢噢噢~原来是个BR1225啊,和DS12C887一样嘛。只不过焊接位置不一样而已。那个焊点太小了,用手一掰就下来了。 我们来测测这个电池现在的电压。
看起来有2.97V,此时的负载是10MΩ,那么我们来参考一下松下的BR1225锂电池手册。
看起来正好大约是50%的放电深度,这个芯片已经生产出来14年了,虽然不知道它原先所在的设备的使用情况如何,但是看样子还能再用几年(如果不被拆了的话)芯片数据手册上给出的数据保持年限是至少十年。但是究竟能用多少年,估计厂家也不知道。十年也基本超出了一般仪器的设计使用寿命。
简单清理一下,芯片和电池的细节如下,电池焊在14、15引脚一侧,在芯片端部有特殊引脚与电池连接。另一端也有,不过悬空了。(想传大点的图,但是体积又超了)
我很好奇这个芯片在后备模式下耗电究竟有多少?把稳压电源调到3.0V,串进电流表,连上芯片。
哇!!竟然只有不到40nA,真的假的?我反复检查了连线,甚至还用编程器往里面写了数据,这个电流基本就是30多nA的样子。我也不知道这个究竟对不对,但还是有点不敢相信。因为根据手册,BR1225电池的容量是48mAh,那么计算一下:48 000 000 nAh/40nA/24/365=96.x年,这只要电池不挂了,基本上就可以一直用下去了,所以我有点不敢相信。不过不知道电池的自放电有多少?
So...这次拆解就结束了。补充一句,我觉得这个芯片如果挂了可以复活的,只要拆开以后自己再焊一个电池上去就又OK啦。锂电池网上大把的,很便宜,比换一个新的省好多钱。不过换电池也得换BR系列的,不能用CR或者别的什么系列,因为放电曲线和电压都不一样的。
PS: 改天有时间拆个DS1230看看。 [ 此帖被edward3121在2015-03-23 00:10重新编辑 ]