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关键字:闪存 RAM FRAM 铁电非易失性随机存取存储器
众所周知,铁电非易失性随机存取存储器(FRAM)是一种高性能、低功耗的非易失性存储器,结合了传统非易失性存储器(闪存和E2PROM)和高速RAM(SRAM和DRAM)的优点。因此,可以说FRAM代表了新一代通用存储器。
FRAM的工作原理是什么?
FRAM利用铁电晶体的铁电效应实现数据存储。铁电效应是指在铁电晶体上施加一定的电场时,晶体中心原子在电场的作用下运动,并达到一种稳定状态;当电场从晶体移走后,中心原子会保持在原来的位置。这是由于晶体的中间层是一个高能阶,中心原子在没有获得外部能量时不能越过高能阶到达另一稳定位置,因此FRAM保持数据不需要电压,也不需要像DRAM一样周期性刷新。由于铁电效应是铁电晶体所固有的一种偏振极化特性,与电磁作用无关,所以FRAM存储器的内容不会受到外界条件(诸如磁场因素)的影响,能够同普通ROM存储器一样使用,具有非易失性的存储特性。另外,FRAM的特点是速度快,能够像RAM一样操作,读写功耗极低,不存在E2PROM的最大写入次数的问题;闪存和E2PROM的读/写周期的最大次数是在5000和10万次之间。FRAM超过10000亿次的读/写周期相当于每隔1秒读/写一次存储单元,寿命可达30000年之久。所以FRAM存储器的寿命基本上是无限的。
但受铁电晶体特性制约,FRAM仍有最大访问(读)次数的限制。FRAM还提供了2-3位数纳秒范围的读写存取时间,使得它的性能可与标准RAM媲美。因此,FRAM结合了非易失性存储器和高性能RAM的优势。
但是,什么事儿都是寸长尺短。SRAM/DRAM具有快速无限的读/写次数,但是没有非易失性,其非易失性需要电源;闪存/E2PROM具有非易失性,访问ROM却很慢;FRAM却结合了闪存/E2PROM和SRAM/DRAM的优点。
当然, FRAM产品集中运用在计量、工业自动化控制、数据记录等方面。说起能够在市场上占有大量需求的关键因素不外乎:不需要电压即可保持数据、资料撷取、高速写入以及高耐用性等。
生产FRAM的厂商很多,技术领先的主要是富士通,Ramtron,富士通算是FRAM的鼻祖了,具有十几年的开发经验;FRAM既有快速无限的读/写次数,又有非易失性。细数起来,FRAM的优势包括五个方面:非易失性、安全性、可靠性、高速和低功耗。具体讲,FRAM可以覆盖(无需擦除),写周期与读周期相等,具有防篡改功能。FRAM写入的数据不能通过物理分析被盗用,没有备用电池要求,是一种环保的存储器。近些日子,富士通推出了一款新产品MB85RC256V,对于2.7V-5.5V这个工作电压范围来说,这一款产品的加入,直接添补了富士通宽电压FRAM产品的空缺。
MB85RC256V的参数
256Kb存储容量,32kx 8位结构,1012次的读写次数,+85度左右数据保存10年(+85°C),2.7V-5.5V工作电压范围,串行外设接口-I2C(4.5V-5.5V,工作频率达1MHz;2.7V~4.5V,工作频率达400kHz),温度及封装配置(-40°C至 +85°C的工业温度范围,支持3.9mmx5.05mm和5.30mmx5.24mm两种尺寸的SOP-8封装)
当然,FRAM产品肯定是结合了ROM的非易性数据存储性能和RAM快速存储的优势,具有几乎无限次的读写次数、高速读写和低功耗等特点,不过,作为富士通来说,它的独立FRAM器件不仅丰富,它的FRAM产品线更有着自己的特色,多接口和多种容量的产品库,带标准内存引脚配置且兼容标准E2PROM器件,包含工业标准的串行和并行接口,确实给工程师提供了一定意义的便捷。接下来,我们来看下富士通最新的FRAM产品列表:
富士通各条战线上已经开始加紧完善,这次的256K容量FRAM产品的面世再好不过的证实了富士通会不断填充FRAM产品的誓言,当然,市场需要才是王道!
曾经,FRAM一般被认为是异步SRAM的取代品。在需要FRAM存储器的高性能应用领域方面,FRAM也可替代一部分EEPROM和FLASH器件。设计人员可能会在以往使用EEPROM和FLASH器件的场合选用FRAM。在许多情况下,利用FRAM特性可能改进客户的最终产品。
随着FRAM产品应用的不断扩散,当下十分火热的汽车电子、金融POS、医疗电子都对这个特别的存储器有着特别的青睐,不知道几大厂商有没有做好迎接最新一波产品变革的准备,当然,根据很多工程师的反馈,价格也一定要在考虑范围!
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