FRAM存储器基本原理 FRAM存储器特点及应用 指令集等信息资料

今天小编要和大家分享的是FRAM存储器基本原理 FRAM存储器特点及应用，接下来我将从FRAM存储器的基本原理，FRAM存储器的特点及应用，FRAM存储器的几点说明，FRAM存储器的指令集，FRAM存储器的典型应用，这几个方面来介绍。

FRAM是由美国 Ramtron公司生产的非易失性铁电介质读写存储器。 其核心技术是铁电晶体材料，这一特殊材料使得铁电存贮产品同时拥有随机存储器(RAM) 和非易失性存储器的特性。

FRAM存储器的基本原理

铁电晶体材料的工作原理是:当我们把电场加载到铁电晶体材料上，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，一个我们记作逻辑0，另一个记作逻辑1。中心原子能在常温﹑没有电场的情况下停留在此状态达一百年以上。由于在整个物理过程中没有任何原子碰撞，铁电存储器(FRAM)拥有高速读写，超低功耗和无限次写入等特性。

FRAM存储器的特点及应用

●采用2048×8位存储结构；

●读写次数高达1百亿次；

●在温度为55℃时，10年数据保存能力；

●无延时写入数据；

●先进的高可靠性铁电存储方式；

●连接方式为高速串行接口（SpI）总线方式，且具有SpI方式0和3两种方式；

●总线频率高达5MHz；

●硬件上可直接取代E；

●具有先进的写保护设计，包括硬件保护和软件保护双重保护功能；

●低功耗，待机电流仅为10μA；

●采用单电源+5V供电；

●工业温度范围：-40℃至+85℃；

●采用8脚SOp或DIp封装形式；

基于以上特点，FRAM存储器非常适用于非易失性且需要频繁快速存储数据的场合。其应用范围包括对写周期时序有严格要求的数据采集系统和使用EEpROM时由于其写周期长而可能会引起数据丢失的工业控制等领域。

FRAM存储器的几点说明

(1)早期的FRAM读/写速度不一样，写入时间更长一些，在使用上要注意。近期的FRAM读/写速度是一样的。例如，上述FM1808的一次读/写时间为70ns。一般地，一次读/写的时间短，而连续的读/写周期要长一些。例如，Ramtron公司新近推出的128K×8bit的FRAM芯片FM20L08的一次读/写时间为60ns，而其连续的读/写周期为150ns。这对多数工控机来说还是可以满足要求的。

(2)FRAM在功耗、写入速度等许多方面都远远优于EpROM或EEpROM。这里特别提出的是写入次数，FRAM比EpROM或EEpROM要大得多。EpROM的写入次数在万次左右，而EEpROM的写入次数一般为1万～10万次，个别芯片能达到100万次。

早期的FRAM的写入次数为几百亿次，而目前的芯片可达万亿次甚至是无限多次。

(3)在FRAM家族中，除了上述并行的FRAM芯片外，还有串行FRAM芯片。与串行EEpROM一样，串行FRAM只能用作外存。显然，利用串行FRAM可以构成IC卡。

FRAM存储器的指令集

以FM25C160为例，其SpI协议有操作指令来控制。当片选信号有效时（/CS=0），对FM25C160操作的第一个字节为命令字，紧接其后的是11位有效地址和传送数据。FM25C160操作指令集（如表2所示）共有6条指令，可分为3类：

第一类为指令后不接任何操作数，该类指令用于完成某一特定功能。包括WREN和WRDI；第二类为指令之后接一个字节，这类指令可用来完成对状态寄存器的操作。

包括RDSR和WRSR；第三类是对存储器进行读写操作的指令，该类指令之后紧接着的是存储器地址和一个或多个地址数据。包括READ和WRITE。

所有的指令，地址与数据都是以MSB（最高有效位）在前的方式传送。