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FRAM存儲�
閱讀�6946時間�2011-01-10 16:58:47

  FRAM是由美國 Ramtron公司生產(chǎn)的非易失性鐵電介�(zhì)讀寫存儲器� 其核心技�(shù)是鐵電晶體材料,這一特殊材料使得鐵電存貯�(chǎn)品同時擁有隨機存儲器(RAM) 和非易失性存儲器的特��

基本原理

  鐵電晶體材料的工作原理是: 當我們把電場加載到鐵電晶體材料上,晶陣中的中心原子會沿著電場方向運動,到達穩(wěn)定狀�(tài)。晶陣中的每個自由浮動的中心原子只有兩個穩(wěn)定狀�(tài),一個我們記作邏� 0,另一個記作邏� 1。中心原子能在常溫﹑沒有電場的情況下停留在此狀�(tài)達一百年以上� 由于在整個物理過程中沒有任何原子碰撞,鐵電存儲器(FRAM)擁有高速讀�,超低功耗和無限次寫入等特��

特點及應�

  � 采用2048×8位存儲結(jié)�(gòu)�

  � 讀寫次�(shù)高達1百億��

  � 在溫度為55℃時�10年數(shù)�(jù)保存能力�

  � 無延時寫入數(shù)�(jù)�

  � 先進的高可靠性鐵電存儲方��

  � 連接方式為高速串行接口(SPI)總線方�,且具有SPI方式0�3兩種方式�

  � 總線頻率高達5MHz�

  � 硬件上可直接取代EEPROM�

  � 具有先進的寫保護設�,包括硬件保護和軟件保護雙重保護功能�

  � 低功耗,待機電流僅為10μA�

  � 采用單電�+5V供電�

  � 工業(yè)溫度范圍�-40℃至+85��

  � 采用8腳SOP 或DIP封裝形式�

  基于以上特點� FRAM存儲器非常適用于非易失性且需要頻繁快速存儲數(shù)�(jù)的場合。其應用范圍包括對寫周期時序有嚴格要求的�(shù)�(jù)采集系統(tǒng)和使用EEPROM時由于其寫周期長而可能會引起�(shù)�(jù)丟失的工�(yè)控制等領��

幾點說明

  (1) 早期的FRAM讀/寫速度不一樣,寫入時間更長一�,在使用上要注意。近期的FRAM讀/寫速度是一樣的。例�,上述FM1808的一次讀/寫時間為70 ns。一般地,一次讀/寫的時間�,而連續(xù)的讀/寫周期要長一�。例如,Ramtron公司新近推出�128 K×8 bit的FRAM芯片F(xiàn)M20L08的一次讀/寫時間為60ns,而其連續(xù)的讀/寫周期為150 ns。這對多數(shù)工控機來說還是可以滿足要求的�

  (2) FRAM在功耗、寫入速度等許多方面都遠遠�(yōu)于EPROM或EEPROM。這里特別提出的是寫入次數(shù),F(xiàn)RAM比EPROM或EEPROM要大得多。EPROM的寫入次�(shù)在萬次左右,而EEPROM的寫入次�(shù)一般為1萬~10萬次,個別芯片能達�100萬次�

  早期的FRAM的寫入次�(shù)為幾百億次,而目前的芯片可達萬億次甚至是無限多次�

  (3) 在FRAM家族中,除了上述并行的FRAM芯片�,還有串行FRAM芯片。與串行EEPROM一�,串行FRAM只能用作外存。顯�,利用串行FRAM可以�(gòu)成IC卡�

指令�

  以FM25C160為例,其SPI�(xié)議有操作指令來控�。當片選信號有效時(/CS=0� ,對FM25C160 操作的個字節(jié)為命令字,緊接其后的� 11 位有效地址和傳送數(shù)�(jù)。FM25C160 操作指令集(如表2所示)共有6條指�,可分為3類:

  類為指令后不接任何操作數(shù),該類指令用于完成某一特定功能。包括WREN 和WRDI;第二類為指令之后接一個字節(jié),這類指令可用來完成對狀�(tài)寄存器的操作�

  包括RDSR和WRSR;第三類是對存儲器進行讀寫操作的指令� 該類指令之后緊接著的是存儲器地址和一個或多個地址�(shù)�(jù)。包括READ和WRITE�

  所有的指令,地址與數(shù)�(jù)都是以MSB(有效位)在前的方式傳送�

FRAM存儲器的指令集

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典型應用

  FRAM技�(shù)的多功能性滿足多種不同的應用。很明顯,更高的讀寫次�(shù)和更快的讀寫速度使得FRAM在可多次編程應用中比EEPROM性能更加�(yōu)越� 其應用主要包括:�(shù)�(jù)采集和記�,存儲配置參�(shù)(Configuration/Setting Data),非易失性緩�(buffer)記憶和SRAM的取代和擴展��

  下面給出AT89C51單片機與FM25C160的接口電路圖及對FM25C160的寫操作流程�。該應用系統(tǒng)可在FM25C160芯片�400H�7FFH地址范圍存放控制系統(tǒng)的重要參�(shù),而將其余�000H�3FFH留給用戶使用�

AT89C51與FM25C160 的接口電路圖

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