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FRAM存儲(chǔ)�
閱讀�6948�(shí)間:2011-01-10 16:58:47

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

基本原理

  鐵電晶體材料的工作原理是: �(dāng)我們把電場(chǎng)加載到鐵電晶體材料上,晶陣中的中心原子會(huì)沿著電場(chǎng)方向�(yùn)�(dòng),到�(dá)�(wěn)定狀�(tài)。晶陣中的每�(gè)自由浮動(dòng)的中心原子只有兩�(gè)�(wěn)定狀�(tài),一�(gè)我們記作邏� 0,另一�(gè)記作邏輯 1。中心原子能在常溫﹑沒有電場(chǎng)的情況下停留在此狀�(tài)�(dá)一百年以上� 由于在整�(gè)物理過程中沒有任何原子碰�,鐵電存�(chǔ)�(FRAM)擁有高速讀�,超低功耗和無限次寫入等特��

特點(diǎn)及應(yīng)�

  � 采用2048×8位存�(chǔ)�(jié)�(gòu)�

  � 讀寫次�(shù)高達(dá)1百億次;

  � 在溫度為55℃時(shí)�10年數(shù)�(jù)保存能力�

  � 無延�(shí)寫入�(shù)�(jù)�

  � 先�(jìn)的高可靠性鐵電存�(chǔ)方式�

  � 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(dá)5MHz�

  � 硬件上可直接取代EEPROM�

  � 具有先�(jìn)的寫保護(hù)�(shè)�(jì),包括硬件保�(hù)和軟件保�(hù)雙重保護(hù)功能�

  � 低功�,待�(jī)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(diǎn)� FRAM存儲(chǔ)器非常適用于非易失性且需要頻繁快速存�(chǔ)�(shù)�(jù)的場(chǎng)�。其�(yīng)用范圍包括對(duì)寫周期時(shí)序有�(yán)格要求的�(shù)�(jù)采集系統(tǒng)和使用EEPROM�(shí)由于其寫周期�(zhǎng)而可能會(huì)引起�(shù)�(jù)丟失的工�(yè)控制等領(lǐng)��

幾點(diǎn)說明

  (1) 早期的FRAM讀/寫速度不一樣,寫入�(shí)間更�(zhǎng)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(shí)間為70 ns。一般地,一次讀/寫的�(shí)間短,而連續(xù)的讀/寫周期要�(zhǎng)一�。例�,Ramtron公司新近推出�128 K×8 bit的FRAM芯片F(xiàn)M20L08的一次讀/寫時(shí)間為60ns,而其連續(xù)的讀/寫周期為150 ns。這對(duì)多數(shù)工控�(jī)來說還是可以滿足要求��

  (2) FRAM在功耗、寫入速度等許多方面都�(yuǎn)�(yuǎn)�(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,�(gè)別芯片能�(dá)�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(dá)萬億次甚至是無限多次�

  (3) 在FRAM家族�,除了上述并行的FRAM芯片外,還有串行FRAM芯片。與串行EEPROM一樣,串行FRAM只能用作外存。顯�,利用串行FRAM可以�(gòu)成IC��

指令�

  以FM25C160為例,其SPI�(xié)議有操作指令來控�。當(dāng)片選信號(hào)有效�(shí)�/CS=0� ,對(duì)FM25C160 操作的�(gè)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�(gè)字節(jié),這類指令可用來完成對(duì)狀�(tài)寄存器的操作�

  包括RDSR和WRSR;第三類是對(duì)存儲(chǔ)器�(jìn)行讀寫操作的指令� 該類指令之后緊接著的是存�(chǔ)器地址和一�(gè)或多�(gè)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(chǔ)器的指令集

�(diǎn)擊查看原�

典型�(yīng)�

  FRAM技�(shù)的多功能性滿足多種不同的�(yīng)�。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�(yīng)用中比EEPROM性能更加�(yōu)�� 其應(yīng)用主要包括:�(shù)�(jù)采集和記�,存�(chǔ)配置參數(shù)(Configuration/Setting Data),非易失性緩�(buffer)記憶和SRAM的取代和�(kuò)展等�

  下面給出AT89C51單片�(jī)與FM25C160的接口電路圖及對(duì)FM25C160的寫操作流程�。該�(yīng)用系�(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

維庫(kù)電子�,電子知�(shí),一查百��

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