RU225847U1

RU225847U1 - RAM MODULE

Info

Publication number: RU225847U1
Application number: RU2024102810U
Authority: RU
Inventors: Константин Олегович Кучмезов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Телеком и Микроэлектроник Индастриз"
Filing date: 2024-02-05
Publication date: 2024-05-08

Abstract

Полезная модель относится к области микроэлектроники, более конкретно относится к конструкции модуля оперативной памяти, включающего в себя узел хранения данных, выполненный с возможностью предоставления по запросу системной плате, к которой подключено устройство данных настроек модуля оперативной памяти. При этом модуль оперативной памяти отличается тем, что узел хранения данных включает в себя микроконтроллер и носитель информации, выполненный с возможностью постоянного хранения данных настроек модуля оперативной памяти; причём микроконтроллер выполнен с возможностью считывания с носителя информации и оперативного хранения данных настроек модуля оперативной памяти, а также с возможностью передачи оперативно хранящихся данных настроек модуля оперативной памяти в ответ на запрос контроллера оперативной памяти системной платы. Технический результат, достигаемый раскрытым решением, заключается реализации функции модуля оперативной памяти. 7 з.п. ф-лы.The utility model relates to the field of microelectronics, and more specifically relates to the design of a RAM module, which includes a data storage unit configured to provide, upon request, the motherboard to which the device is connected with data about the settings of the RAM module. In this case, the RAM module differs in that the data storage unit includes a microcontroller and a storage medium configured to permanently store settings data for the RAM module; wherein the microcontroller is configured to read from the storage medium and operatively store data about the settings of the RAM module, as well as with the ability to transmit operatively stored data about the settings of the RAM module in response to a request from the RAM controller of the system board. The technical result achieved by the disclosed solution consists in implementing the function of a RAM module. 7 salary f-ly.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПОЛЕЗНАЯ МОДЕЛЬFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE UTILITY MODEL RELATES

Полезная модель относится к области микроэлектроники, более конкретно относится к конструкции модуля оперативной памяти.The utility model relates to the field of microelectronics, and more specifically relates to the design of a RAM module.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE ART

Известен модуль оперативной памяти (https://www.jedec.org/category/technology-focus-area/memory-configurations-jesd21-c, дата обращения 12.12.2023), включающий в себя узел хранения данных, выполненный с возможностью предоставления по запросу системной плате, к которой подключен модуль, служебных данных. Такие служебные данные включают в себя данные настроек модуля оперативной памяти, которые именуются также SPD данными (Serial Presence Detect) и включают в себя данные об оптимальных параметрах работы модуля оперативной памяти (например, тайминги, частота и пр.). В известном модуле служебные данные, включая данные настроек модуля оперативной памяти, хранятся на микросхеме электрически стираемого перепрограммируемого ПЗУ EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory). В момент загрузки вычислительной системы системная плата обращается к подключенному к ней модулю оперативной памяти, более конкретно, контроллер оперативной памяти системной платы обращается к узлу хранения данных настроек модуля оперативной памяти с запросом о предоставлении данных настроек модуля оперативной памяти, в ответ на который модуль предоставляет соответствующие данные. Взаимодействие контроллера оперативной памяти и узла хранения данных осуществляется по протоколу JEDEC. В известном устройстве в качестве узла хранения данных используется постоянное запоминающее устройство EEPROM. Упомянутое ПЗУ EEPROM устанавливаются на модуль оперативной памяти его производителем, а служебные данные могут записываться на них только с помощью специальных программаторов при крупносерийном производстве. При этом производитель устанавливает запрет на внесение изменений в записанные служебные данные.A RAM module is known (https://www.jedec.org/category/technology-focus-area/memory-configurations-jesd21-c, accessed 12/12/2023), which includes a data storage unit configured to provide request the system board to which the module is connected for service data. Such service data includes settings data for the RAM module, which is also called SPD data (Serial Presence Detect) and includes data about the optimal operating parameters of the RAM module (for example, timings, frequency, etc.). In the known module, service data, including settings data for the RAM module, is stored on an electrically erasable programmable ROM EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) chip. When the computer system boots, the motherboard accesses the RAM module connected to it; more specifically, the RAM controller of the system board contacts the RAM module settings data storage unit with a request to provide RAM module settings data, in response to which the module provides the corresponding data. The interaction between the RAM controller and the data storage node is carried out using the JEDEC protocol. In the known device, EEPROM is used as a data storage unit. The mentioned EEPROM ROM is installed on the RAM module by its manufacturer, and service data can only be written to it using special programmers during large-scale production. In this case, the manufacturer prohibits making changes to the recorded service data.

Данные настроек модуля оперативной памяти, в частности тайминги, представляют собой значения, рекомендуемые производителем, однако, они не являются единственно возможными для конкретного модуля оперативной памяти. Кроме того, по умолчанию содержащиеся в данных настроек модуля оперативной памяти значения параметров являются оптимальными далеко не для всех случаев применения соответствующих модулей оперативной памяти. Системным интеграторам и производителем серверов предпочтительно иметь возможность задания параметров работы модулей оперативной памяти, содержащихся в данных настроек модуля оперативной памяти, являющихся оптимальными для стоящей перед ними задачи; например, выбрать иные тайминги или частоту для более высокого быстродействия системы или большей стабильности её работы. При этом, изменение данных настроек модуля оперативной памяти в известном устройстве невозможно без специального программатора.The RAM module settings data, in particular timings, are the values recommended by the manufacturer; however, they are not the only possible ones for a particular RAM module. In addition, the default parameter values contained in the RAM module settings data are not optimal for all cases of using the corresponding RAM modules. It is preferable for system integrators and server manufacturers to be able to set the operating parameters of RAM modules contained in the RAM module settings data, which are optimal for the task at hand; for example, choose different timings or frequencies for higher system performance or greater stability of its operation. At the same time, changing these settings of the RAM module in a known device is impossible without a special programmer.

РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИUTILITY MODEL DISCLOSURE

Задача, стоявшая перед разработчиками раскрытого технического решения, заключалась в расширении арсенала модулей оперативной памяти.The task facing the developers of the disclosed technical solution was to expand the arsenal of RAM modules.

В ходе решения указанной задачи был создан модуль оперативной памяти, включающий в себя узел хранения данных, выполненный с возможностью предоставления по запросу системной плате, к которой подключено устройство данных настроек модуля оперативной памяти. При этом модуль оперативной памяти отличается тем, что In the course of solving this problem, a RAM module was created, which includes a data storage unit, configured to provide, upon request, the system board to which the device is connected with these settings of the RAM module. However, the RAM module differs in that

узел хранения данных включает в себя микроконтроллер и носитель информации, выполненный с возможностью постоянного хранения данных настроек модуля оперативной памяти;the data storage unit includes a microcontroller and a storage medium configured to permanently store settings data for the RAM module;

причём микроконтроллер выполнен с возможностью считывания с носителя информации и оперативного хранения данных настроек модуля оперативной памяти, а также с возможностью передачи оперативно хранящихся данных настроек модуля оперативной памяти в ответ на запрос контроллера оперативной памяти системной платы.wherein the microcontroller is configured to read from the storage medium and operatively store data about the settings of the RAM module, as well as with the ability to transmit operatively stored data about the settings of the RAM module in response to a request from the RAM controller of the system board.

Технический результат, достигаемый раскрытым решением, заключается реализации функции модуля оперативной памяти.The technical result achieved by the disclosed solution consists in implementing the function of a RAM module.

Далее в настоящем описании раскрытое техническое решение будет описано более детально со ссылкой на конкретные варианты осуществления.Hereinafter, the disclosed technical solution will be described in more detail with reference to specific embodiments.

ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИOPTIONS FOR IMPLEMENTATION OF THE UTILITY MODEL

В соответствии с раскрытым техническим решением модуль оперативной памяти включает в себя узел хранения данных, выполненный с возможностью предоставления по запросу системной плате, к которой подключено устройство, данных настроек модуля оперативной памяти. Данный узел в раскрытом решении отличается по своей сути от известного из приведённого выше аналога, но при этом он может быть соединён и взаимодействовать с системной платой известным образом: контроллер оперативной памяти системной платы может быть соединён в качестве ведущего устройства с узлом хранения данных с возможностью передачи данных по шине i2c по протоколу Jedec.In accordance with the disclosed technical solution, the RAM module includes a data storage unit configured to provide, upon request, the system board to which the device is connected with settings data for the RAM module. This node in the disclosed solution differs in essence from the known analogue above, but it can be connected and interact with the motherboard in a known manner: the system board RAM controller can be connected as a master device to a data storage node with the ability to transmit data via the i2c bus using the Jedec protocol.

В соответствии с раскрытым техническим решением узел хранения данных включает в себя микроконтроллер и носитель информации. При этом микроконтроллер выполнен с возможностью считывания с носителя информации данных настроек модуля оперативной памяти. Для обеспечения возможности считывания с носителя информации данных настроек модуля оперативной памяти микроконтроллер может быть связан с носителем информации по проводному каналу связи с возможностью передачи данных. В варианте осуществления технического решения, в котором носитель информации включает в себя SPI флэш-накопитель, микроконтроллер может быть связан с носителем информации через интерфейс SPI с возможностью передачи данных. In accordance with the disclosed technical solution, the data storage unit includes a microcontroller and a storage medium. In this case, the microcontroller is configured to read the settings data of the RAM module from the storage medium. To ensure the ability to read the RAM module settings data from the storage medium, the microcontroller can be connected to the storage media via a wired communication channel with the ability to transmit data. In an embodiment of the technical solution in which the storage medium includes an SPI flash drive, the microcontroller may be coupled to the storage medium via an SPI interface with data transfer capability.

В предпочтительном варианте осуществления раскрытого технического решения микроконтроллер выполнен с возможностью считывания данных настроек модуля оперативной памяти с носителя информации при включении микроконтроллера, а также с возможностью оперативного хранения данных в течение времени работы микроконтроллера. Такое считывание позволяет предоставить данные настроек модуля оперативной памяти по запросу контроллера оперативной памяти системной платы с более короткой задержкой.In a preferred embodiment of the disclosed technical solution, the microcontroller is configured to read the RAM module settings data from the storage medium when the microcontroller is turned on, as well as to be able to quickly store the data during operation of the microcontroller. This reading allows you to provide RAM module settings data at the request of the motherboard RAM controller with a shorter latency.

В соответствии с раскрытым техническим решением микроконтроллер выполнен с возможностью оперативного хранения данных настроек модуля оперативной памяти. Для такого оперативного хранения указанные данные могут быть записаны в оперативном запоминающем устройстве микроконтроллера и/или постоянном запоминающем устройстве микроконтроллера.In accordance with the disclosed technical solution, the microcontroller is configured to operatively store settings data for the RAM module. For such on-the-fly storage, said data may be recorded in the microcontroller's random access memory and/or the microcontroller's read-only memory.

В соответствии с раскрытым техническим решением микроконтроллер выполнен с возможностью передачи оперативно хранящихся данных настроек модуля оперативной памяти контроллеру оперативной памяти системной платы в ответ на запрос контроллера оперативной памяти системной платы. Такая возможность в предпочтительном варианте осуществления может быть реализована путём выполнения операции считывания по протоколу Jedec ведущим устройством (контроллером оперативной памяти системной платы) с ведомого (микроконтроллер).In accordance with the disclosed technical solution, the microcontroller is configured to transmit operatively stored RAM module settings data to the system board RAM controller in response to a request from the system board RAM controller. This capability, in a preferred embodiment, can be implemented by performing a Jedec read operation by the master (motherboard RAM controller) from the slave (microcontroller).

Таким образом, в качестве микроконтроллера в раскрытом техническом решении необходимо использовать микроконтроллер, выполненный с возможностью взаимодействия в качестве ведомого устройства с по шине i2c по протоколу Jedec с ведущим устройством, таким как контроллер оперативной памяти системной платы электронной вычислительной машины. В качестве такого микроконтроллера в некоторых вариантах осуществления технического решения используется RISC-V микроконтроллер MIK32 АМУР. Он содержит внутреннее постоянное запоминающее устройство (EEPROM), которое, однако, имеет недостаточно длительный гарантированный срок хранения данных (10 лет). В этой связи в предпочтительном варианте осуществления полезной модели узел хранения данных включает в себя внешний носитель информации, включающий в себя SPI память. В иных вариантах осуществления заявленного технического решения возможно использование в качестве носителя информации внутреннего запоминающего устройства микроконтроллера. Возможность взаимодействия по протоколу Jedec может осуществляться благодаря работе микроконтроллера под управлением программного обеспечения, под правлением которого может реализовываться приём и формирование сигналов такого взаимодействия, и/или аппаратных средств, обеспечивающих такую возможность.Thus, as a microcontroller in the disclosed technical solution it is necessary to use a microcontroller configured to interact as a slave device via the i2c bus via the Jedec protocol with a master device, such as a RAM controller on the motherboard of an electronic computer. In some embodiments of the technical solution, the RISC-V microcontroller MIK32 AMUR is used as such a microcontroller. It contains an internal read-only memory (EEPROM), which, however, does not have a long guaranteed data retention period (10 years). In this regard, in a preferred embodiment of the utility model, the data storage unit includes an external storage medium including an SPI memory. In other embodiments of the claimed technical solution, it is possible to use the internal storage device of a microcontroller as an information carrier. The ability to interact via the Jedec protocol can be achieved through the operation of a microcontroller controlled by software, under the control of which the reception and generation of signals for such interaction can be realized, and/or hardware that provides this capability.

В некоторых вариантах осуществления раскрытого технического решения узел хранения данных выполнен с возможностью установки и/или снятия защиты от записи данных настроек модуля оперативной памяти. В некоторых вариантах осуществления раскрытого технического решения узел хранения данных выполнен с возможностью установки защиты от записи данных настроек модуля оперативной памяти, тогда как снятие защиты может осуществляться с помощью программатора, такого, например, как Smart SPD 2/3/4 Writer (https://www.ramcenter.com.tw/en/product_709944.html, дата обращения 11.01.2024).In some embodiments of the disclosed technical solution, the data storage unit is configured to set and/or remove write protection of the RAM module settings data. In some embodiments of the disclosed technical solution, the data storage unit is configured to set write protection of the RAM module settings data, while the protection can be removed using a programmer, such as, for example, Smart SPD 2/3/4 Writer (https:/ /www.ramcenter.com.tw/en/product_709944.html, accessed 01/11/2024).

Состояние установленной или снятой защиты от записи может выражаться в виде обладания заданной ячейкой памяти (например байтом состояния защиты от записи) носителя информации соответствующего значения. Такой байт состояния защиты от записи в предпочтительном варианте осуществления хранится в SPI флэш-накопителе, а его изменение выполняется под управлением микроконтроллера. При этом в предпочтительном варианте осуществления микроконтроллер под управлением контроллера системной платы может позволять только устанавливать защиту от записи.The state of the set or cleared write protection can be expressed in the form of possession of a specified memory cell (for example, a write protection status byte) of a storage medium of the corresponding value. This write protection status byte is preferably stored in the SPI flash drive and modified by the microcontroller. In this case, in a preferred embodiment, the microcontroller under the control of the motherboard controller may only allow setting write protection.

Таким образом, при производстве модуль оперативной памяти может выпускаться со снятой защитой от записи. Далее разработчик вычислительной системы имеет возможность записать необходимые данные настроек оперативной памяти путём подключения её к системной плате и записи по шине i2c и протоколу Jedec с использованием соответствующего программного обеспечения (например утилиты i2cset из состава пакета i2c-tools в среде ОС Linux). После осуществления записи разработчик вычислительной системы может установить защиту от записи. После этого защита от записи может быть снята только с помощью программатора.Thus, during production, a RAM module can be produced with the write protection removed. Next, the computer system developer has the opportunity to record the necessary RAM settings data by connecting it to the motherboard and recording via the i2c bus and the Jedec protocol using the appropriate software (for example, the i2cset utility from the i2c-tools package in the Linux OS environment). Once the write has taken place, the computer system designer can set write protection. After this, the write protection can only be removed using the programmer.

Благодаря возможности записи данных настроек оперативной памяти на узел хранения данных с использованием системной платы и соответствующего программного обеспечения повышается гибкость настройки параметров модуля при создании вычислительной системы.Thanks to the ability to write RAM settings data to the data storage node using the motherboard and appropriate software, the flexibility of configuring module parameters when creating a computing system increases.

Настоящее техническое решение было подробно описано со ссылкой на отдельные варианты его осуществления, однако очевидно, что оно может быть осуществлено в различных вариантах, не выходя за рамки заявленного объёма правовой охраны, определяемого формулой полезной модели.This technical solution has been described in detail with reference to individual variants of its implementation, but it is obvious that it can be implemented in various variants without going beyond the stated scope of legal protection determined by the formula of the utility model.

Claims

1. A RAM module, including a data storage unit configured to provide, upon request, the system board to which the device is connected with the RAM module settings data; characterized in that the data storage unit includes a microcontroller and a storage medium configured to permanently store settings data for the RAM module; wherein the microcontroller is configured to read from the storage medium and operatively store data about the settings of the RAM module, as well as with the ability to transmit operatively stored data about the settings of the RAM module in response to a request from the RAM controller of the system board.

2. The device according to claim 1, characterized in that the data storage unit is configured to receive a request to read the RAM module settings data from the RAM controller included in the motherboard.

3. The device according to claim 1, characterized in that the storage medium includes an SPI flash drive.

4. The device according to claim 1, characterized in that the microcontroller is designed with the ability to read the settings data of the RAM module from the storage medium when the microcontroller is turned on, as well as with the ability to quickly store data during the operating time of the microcontroller.

5. The device according to claim 1, characterized in that the data storage unit is configured to install write protection of the RAM module settings data onto the storage medium.

6. The device according to claim 1, characterized in that the data storage unit is configured to install and remove protection from writing data settings of the RAM module to the storage medium.

7. The device according to claim 1, characterized in that the data storage unit contains a RISC-V microcontroller MIK32 AMUR.

8. The device according to claim 1, characterized in that the microcontroller is configured to write data settings of the RAM module to a storage medium at the request of the system board RAM controller, provided the write protection is removed.