完美的铁电存储器

1、FUJITSU完美的铁电存储器一.Fujitsu铁电存储器(FRAM)技术原理日本Fujitsu公司是全球最大的铁电存储器(FRAM)供货商，至2010年12月31 日，全球已经累计出货17亿颗铁电存储器！Fujitsu公司铁电存储器(FRAM)的核心技术是铁晶体管材料，这一特殊材料使得 铁电存储产品同时拥有随机存取内存(RAM)和非挥发性存贮产品(ROM)的特性。铁晶体管材料的工作原理是：当我们把电场加载到铁晶体管材料上， 晶阵中的中 心原子会沿着电场方向运动，到达稳定状态，晶阵中的每个自由浮动的中心原子 只有两个稳定状态，一个我们拿来记忆逻辑中的0、 另一个记亿1,中心原子能 在常温，没有

2、电场的情况下停留在此状态达一百年以上。 铁电存储器不需要定时 刷新，能在断电情况下保存资料。、Fujitsu铁电存储器(FRAM)技术优点传统半导体内存有两大体系：挥发性内存(Volatile Memory)，和非挥发性内存(Non-volatile Memory)。挥发性内存如SRAM和DRAM在没有电源的情况下都不能保存资料，但这种内 存拥有咼性能、易用等优点。非挥发性内存像EPROM、EEPROM 和FLASH 能在断电后仍保存资料，但 由于所有这些内存均起源自只读存储器 (ROM)技术，所以您不难想象得到它 们都有不易写入的缺点，确切的来说，这些缺点包括写入缓慢、有限次写入次数、写入时

3、需要特大功耗等等。FRAM第一个最明显的优点是FRAM可跟随总线(Bus Speed)速度写入，若 比 较起EEPROM/Flash的最大不同的是 FRAM在写入后无须任何等待时间(NoDelayTM Write)，而 EEPROM/Flash 须要等 310 毫秒(mS)才能写进下 一笔资料。铁电存储器(FRAM)的第二大优点是近乎无限次读写。当EEPROM/Flash 只能 应付十万次(10的5次方)至一百万次写入时， 新一代的铁电存储器(FRAM) 已达到一百亿个亿次(10的10次方)的写入寿命。铁电存储器(FRAM)的第三大优点是超低功耗。EEPROM的慢速和高电流写入 令它需要高出F

4、RAM 2,500倍的能量去写入每个字节 。三、Fujitsu FRAM铁电存储器的应用我们向来用EEPROM或者Flash来存储设置资料和启动程序，用SRAM 来暂 存系统或运算变量.如果掉电后这些资料仍需保留的话， 我们会通过加上后备电 池的方法去实现很久以来我们没有检验这种内存架构的合理性铁电存储器 (FRAM)的出现为大家提供了一个简洁而高性能的一体化存贮技术。1. 数据采集和记录铁电存储器(FRAM)的出现使工程师可以运用非挥发性的特点进行多次高速写 入。在这以前在只有EEPROM和Flash的情况下，大量数据采集和记录对工 程师来说是一件非常头疼的事。数据采集包括记录和贮存资料，更

5、重要的是能在失去电源的情况下不丢失任何资料。在数据采集的过程中，资料需要不断高速 写入，对旧资料进行更新，EEPROM和Flash的写入寿命和速度往往不能满足 要求。典型应用包括：数字式仪表(电力表、水表、煤气表、暖气表、车用仪表表)、量 测仪器、非接触式智能卡(RF ID)、门禁保安系统、行驶记录仪(Black Box)、医 疗器材和卫星天线(Satellite Antenna)等2 .存储配置参数(Setting)以往在只有EEPROM和Flash的情况下，由于写入次数限制，工程师们只能在 侦测到掉电的时候，才把更新了的配置参数及时地存进EEPROM和Flash 里,这种做法很明显地存在着

6、可靠性的问题。铁电存储器(FRAM)的推出使工程师可以有更大的发挥空间去选择实时记录最新的配置参数，免去是否能在掉电时及时 写入的忧虑。典型应用包括：电话里的电子电话簿、复印机、网络设备、工业用微控制器、 游 戏机、机顶盒(Set-Top-Box)、TFT Panel /(Smart Pan el)、自动贩卖机 和打印 机等3 .非挥发性缓冲记忆(Buffer)铁电存储器(FRAM)无限次快速读写令这种产品十分适合担当重要系统里的暂存 内存。在一些重要系统里，往往需要把资料从一个子系统非实时地传到另一个子 系统去，由于资料的重要性，缓冲区内的资料在掉电时不能丢失。以往，工程师FUJITSUFU

7、TSU们只能通过SRAM加后备电池的方法去实现虽然知道这种方法隐藏着电池耗 干、化学液体泄出等安全、可靠性等等问题。铁电存储器(FRAM)的出现为业界提供了一个高可靠性，且低成本的解决方案。典型应用包括：自动提款机(ATM)、RAID、商业结算系统(POS)和MFP等4 . SRAM 的取代和扩展铁电存储器(FRAM)无限次快速读写和非挥发性的特点，令系统工程师可以把现 在在线路板上分离的 SRAM和EEPROM组件整合到一个铁电存储器(FRAM) 里，更可为整个系统节省功耗、成本与空间，并同时增加了整个系统的可靠性。.典型应用包括：用铁电存储器(FRAM)加一个便宜的微控制芯片(Microc

8、ontroller) 来取代一个较贵的SRAM嵌入式单芯片和外围EEPROM/FlashFigure 1: Simple embedded systemtwo-memorv chip solutionAddre Bu,MkroconlrolkrFigure 2; Simple embedded systemone-memory chip solutionFUJITSUFUJITSUData Bus -MicrocQfitralleFFUJITSUFUJITSUAddress But四、Fujitsu FRAM 铁电存储器的接口方式所有产品皆符合工业规格温度标准-40 C至85 C .，所提供产品有串行I2C和SPI 接口以及并行接口三种方式：1. 串行接口 ： I2C接口配选最少的接脚；SPI (SPI Bus)产品需要多一至两个接脚，但均具有高速和通讯协议简单的优点。2. 并行接口：与标准SRAM脚位兼容。并行FRAM对SRAM+