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FRAM扫盲帖——技术知识百问百答

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出0入0汤圆

发表于 2013-6-25 11:02:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

我们公司是富士通半导体的最大代理商之一。本人从年初开始接触铁电存储(FRAM)相关的工作,发现尽管FRAM已经在市场推出十多年,富士通的FRAM存储器和微控制器销售也已经超过数十亿片,但很多国内的筒子对铁电存储/FRAM、FRAM MCU依然知之胜少,经常被问到一些基础的问题。

这也难怪,毕竟FRAM以前还是个冷僻的技术,而这几年随着智能三表、物联网以及工业传感网络的快速增长,FRAM存储器以及FRAM微控制器的应用越来越多。这里顺便分享下手上的FRAM技术问答供大家学习(为避嫌,删掉了原来的一些联系信息、资料下载链接,感兴趣的可以直接到富士通半导体的官网中下载http://www.fujitsu.com/cn/fss/memory/fram/faq/

  
Q: 什么是FRAM?
A:  FRAM(铁电随机存储器)是一款非易失性的存储器,采用铁电薄膜作为电容器来存储数据。FRAM具有ROM(只读存储器)和RAM(随机存储器)的两种特性,并具有更快速的写入,保证极佳的读/写次数和低功耗等特性。请访问我们的FRAM 产品网址 ,了解更多详情。

Q:  何种应用将会采用FRAM?
A: FRAM已经用于那些要求具有小密度和高频数据写入的应用。示例应用包括,OA设备,如适用于计数器和打印计录的MFP;FA设备,如适用于存储参数和数据记录的FA设备;财务终端,如适用于交易历史记录的ATM终端,基础设施架构中的计量器、汽车导航系统和音响设备。

Q: 与传统存储器相比,FRAM是否采用不同的控制或操作?
A: FRAM产品非常易于使用,因为FRAM产品与标准的存储器相兼容,如EEPROM和低功耗SRAM。采用串行接口(I2C, SPI)的FRAM具有与串行EEPROM和串行闪存兼容的功能。采用并行接口的FRAM可用于取代低功耗SRAM。

Q:  FRAM、F-RAM和FeRAM是否为相同的器件?
A: 是的,所有FRAM、F-RAM或FeRAM都是指铁电随机存储器。

Q:  我们正在寻求可替代pseudo SRAM和的解决方案。并口FRAM是否可以替代低功耗SRAM?
A: 是的,由于采用并行接口的FRAM产品具有SRAM兼容型接口,因此我们为那些想在移除电池进行数据保存的客户推荐用FRAM解决方案取代低功耗SRAM。

Q:  FRAM是否可以取代EERPROM?
A: 是的,由于FRAM产品采用并行接口,I2C和SPI,采用8引脚SOP封装,与采用8引脚SOP封装的标准EEPROM相兼容,因此,FRAM在那些PCB板上的布局和引脚占位没有任何设计变更的应用或系统中可以取代EEPROM。

Q:  FRAM是否可以取代FRAMNAND闪存?
A: 是的,但要取决于具体情况。由于具有一万亿次读/写周期及高耐久性的FRAM产品不需要注意太多频繁写入操作之前的平衡,因此,有一些情况中,一些采用注重平衡的NAND闪存的应用可以用FRAM产品来取代。

Q:  能够以多快的速度执行写入操作?
A:各种非易失性存储器的写入时间被分别是:FRAM = 150ns,EEPROM = 10ms,闪存= 10us,因此在写入操作中,FRAM的速度是EEPROM的7,0000倍。EEPROM和闪存在进行写入操作前,需要进行字节或扇面擦除操作,并有产生了更长的写入时间。FRAM不需要擦写操作,直接对存储器单元进行覆盖写入,因此具有更快速的写入特性。

Q: 什么是串行存储器? I2C接口和SPI接口之间的区别是什么?
A: 富士通半导体将带有串行总线接口(I2C和SPI)的FRAM产品定义为我们FRAM系列的“串行存储器”。
串行总线是一种通信方式,通过一个位,控制连续的数据输入和输出,而并行总线是通过多位(如8位、16位和32位)并时控制数据输入和输出的另外一种方法。
串行总线的I2C接口是利用针控制时钟的“SCL”和针对地址和数据控制的“SDA”这两个信号线控制数据输入/输出的一个接口。SPI接口是利用面向时钟的四条“SCK”信号线控制其运行,“SI”用于地址和数据输入,“SO”用于数据输出,而“CS”用于芯片选择。
由于相比于并行总线,串行总线可以降低PCB上布线的数量,因此可以减少终端产品的PCB板的占位面积。因此,串行总线的设计成本将低于并行总线。

Q:  FRAM和新一代存储器,如ReRAM, PCRAM, MRAM和nvSRAM之间的区别是什么?
A: ReRAM、PCRAM和 MRAM的开发是用于取代DRAM大容量的产品,而FRAM拥有中小容量的产品阵列。因此,产品容量范围在FRAM和其它新一代存储器之间会有所不同。nvSRAM具有与FRAM具有相同的容量,但是nvSRAM在性能上存在一些不足,它需要一个额外的电容器以保证在电源发生故障时保存数据。

Q: 富士通的存储器可以保证一万亿次的读/写周期。保证值适用于单芯片或整体芯片上的每个字节。
A: 耐久性是保证每个字节一万亿次。也就是说,可以保证在独立的地址上进行一万亿次的读写操作。

Q:  是否仅执行了读取操作?FRAM是否可以保证无限次的读取周期?
A: 不,并非是无限制的。FRAM可以保证一万亿次的读写操作。

Q:  为什么FRAM的读取操作被计为一个保证的读/写周期?
A: 在读取操作后,FRAM自动在相同的单元,再一次的写回数据。因此,读取操作被计为一个读/写周期。

Q:  其它非易失性存储器供应商提到可以实现35年或更长时间的长期数据保存。富士通公司是否可以保证10年以上的数据保存周期?
A:是的,在相同的条件下富士通半导体同样可以进行保证。数据保存周期受到终端产品应用所在的环境温度的影响。我们所确保的10年的数据技术规格是客户在固定的85℃条件下,采用我们FRAM产品得出的数值。如果客户在低于85℃的条件下在其终端产品中使用我们的FRAM产品,如25℃或60℃,富士通可以保证基于理论计算的,超过10年的更长时间的数据保存周期。

Q:  采用FRAM时是否需要任何的特定存储控制器?当FRAM用在我们的应用时,我是否可以采用富士通的MCU?
A: 不需要。你可以采用标准存储控制器和MCU,可以但不限定于采用富士通的控制器和MCU。FRAM可以作为一个标准存储器用于你的系统。

Q:  富士通公司是否可以告诉我们所需要的任何具体数值,表示“低功耗”的特性?
A: 例如,与EEPROM和FRAM(条件:2M,SPI接口,2KB数据写入,1秒,5MHz的频率)相比,EEPROM消耗量为5.80mJ,而FRAM消耗量为0.46mJ。因此,FRAM仅消耗了十三分之一的功耗,节能达92%。

Q:  因为提到了FRAM在晶体结构中含铅(Pb),FRAM难道没有违反RoHS指令吗?
A: 不会,FRAM并没有违反RoHS指令。因为在FRAM产品中铅(Pb)含量低于1,000ppm,所以FRAM符合RoHS的要求。

Q:  FRAM的封装类型仅有SOP一种吗?是否有采用其它类封装的计划?
A:  不是的.在串行接口FRAM系列中,所有产品都具有SOP封装。别外,16Kb FRAM增加了SON封装而2Mb FRAMDIP封装。在并行FRAM系列中,所有的产品都采用TSOP封装;另外,并行256Kb FRAM具有增加了SOP封装。

Q: 与传统的微控制器相比,FRAM微控制器的主要优势有哪些?
A: 主要优势如下:
•        可以不通过擦除操作,按位对数据进行改写
•        当进行数据改写操作时,可以实现更低的功耗,无需采用商压
•        FRAM存储器即可用于存储数据,也可用于存储代码
•        即使在电磁波或辐射的情况下,数据仍是安全的

出0入0汤圆

发表于 2013-6-25 11:56:38 | 显示全部楼层

前几天上富士通申请了一片, 只给我一片~都不知道扔哪里了~~

出0入0汤圆

发表于 2013-6-25 12:43:57 | 显示全部楼层
用的刚好就是富士通的……

出0入0汤圆

发表于 2013-6-25 12:48:05 | 显示全部楼层
做高速缓存和小容量数据存储是不错,在价格不敏感的地方用比较合适。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2013-6-26 17:51:05 | 显示全部楼层
今天再分享一个资料——配置FRAM的13.56MHz RFID芯片MB89R119B资料手册http://www.fujitsu.com/downloads/CN/fss/find/29-3/cn/p13-16.pdf

出0入0汤圆

发表于 2013-6-26 18:04:03 | 显示全部楼层
就是价格偏贵,小容量的还可以!

出0入0汤圆

发表于 2013-7-1 17:53:45 | 显示全部楼层
学习了。只知道富士通的FRAM技术很强,但木有用(有用过富士通的的Flash MCU,在汽车电子和工业电子领域应用很广)。

出0入0汤圆

发表于 2013-7-1 21:13:57 | 显示全部楼层
用过一次。      

出0入0汤圆

发表于 2013-7-3 16:15:49 | 显示全部楼层
谢谢楼主的分享!不知道Spansion收购富士通微控制器包括他们的FRAM MCU么?据说Spansion主要是看中富士通微控制器的嵌入式FRAM技术哦。

出0入0汤圆

 楼主| 发表于 2013-7-5 13:37:32 | 显示全部楼层
GiGi123 发表于 2013-7-3 16:15
谢谢楼主的分享!不知道Spansion收购富士通微控制器包括他们的FRAM MCU么?据说Spansion主要是看中富士通微 ...

貌似不包括FRAM MCU,这个产品归属富士通的FRAM存储产品线哦,FRAM的主要应用就是物联网,这个领域是一个快速增长的行业,富士通不可能卖掉!

出0入0汤圆

发表于 2013-7-9 14:25:02 | 显示全部楼层
确实,FRAM应用越来越多。富士通据说拥有FRAM的整个生产工艺技术,自有Foundry比Ramtron找IBM和TI代工,成本、制程和技术上更具优势吧。

出0入0汤圆

发表于 2013-7-11 14:21:16 | 显示全部楼层
可惜,现在的FRAM还是KB、MB级的存储容量,要是能实现容量的提升,估计市场机会更大,毕竟低功耗和高可靠性是很多产品所要求的

出0入0汤圆

发表于 2013-7-24 17:01:01 | 显示全部楼层
原来是广告贴。你再说说铁电的劣势,为啥这么多年都没取代FLASH和EEPROM?

出0入0汤圆

发表于 2017-5-16 00:20:55 来自手机 | 显示全部楼层
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