MEMORY系列之“FRAM”_结界很厚的博客-程序员宅基地_fram存储器

技术标签: Memory  FRAM  

新型的NVM主要有FRAM、RRAM、MRAM等,本文主要介绍FRAM的存储结构、对外接口及引脚定义、读写操作以及应用场景等。

技术优势

FRAM(Ferroelectric RAM)存储单元的基本原理是铁电效应,是应用铁电薄膜的自发性极化形式储存的铁电存储器件,由于FRAM通过外部电场控制铁电电容器的自发性极化,与通过热电子注入或隧道效应而完成写入动作的EEPROM以及Flash相比,FRAM具有写入速度快(为EEPROM、Flash的1000倍以上),因为它在擦写时不需要高压,因此写入时的功耗大为降低(为EEPROM、Flash的1/1000~ 1/100000),尤其适合用于低功耗的应用场合

另外,由于不需要使用隧道氧化膜,其数据的重写次数,与Flash和EEPROM相比也大大提高
(EEPROM或Flash为10^ 5~ 10^ 6, FRAM可以达到10^12以上)。
在这里插入图片描述

FRAM存储单元结构

FRAM的存储单元主要由电容和场效应管构成,但这个电容不是一般的电容,在它的两个电极板中间沉淀了一层晶态的铁电晶体薄膜。
前期的FRAM的每个存储单元使用2个场效应管和2个电容,称为“双管双容”(2T/2C),每个存储单元包括数据位和各自的参考位。
2001年Ramtron设计开发了更先进的“单管单容”(1T/1C)存储单元。1T/1C的FRAM所有数据位使用同一个参考位,而不是对于每一数据位使用各自独立的参考位。1T/1C的FRAM产品成本更低,而且容量更大。

在这里插入图片描述
DRAM和FRAM的结构区别

在这里插入图片描述
2T/2C与1T/1C结构

FRAM接口类型及引脚

目前Ramtron公司的FRAM主要包括两大类:串行FRAM和并行FRAM。其中串行FRAM又分I2C两线方式的FM24xx系列和SPI三线方式的FM25xx系列。
在这里插入图片描述

FRAM的读写操作

FRAM保存数据不是通过电容上的电荷,而是由存储单元电容中铁电晶体的中心原子位置进行记录。
直接对中心原子的位置进行检测是不能实现的。
实际的读操作过程是:
在存储单元电容上施加一已知电场(即对电容充电),如果原来晶体中心原子的位置与所施加的电场方向使中心原子要达到的位置相同,中心原子不会移动;
若相反,则中心原子将越过晶体中间层的高能阶到达另一位置,在充电波形上就会出现一个尖峰,即产生原子移动的比没有产生移动的多了一个尖峰。把这个充电波形同参考位(确定且已知)的充电波形进行比较,便可以判断检测的存储单元中的内容是“1”或“0”。

无论是2T/2C还是1T/1C的FRAM,对存储单元进行读操作时,数据位状态可能改变而参考位则不会改变(这是因为读操作施加的电场方向与原参考位中原子的位置相同)。
由于读操作可能导致存储单元状态的改变,需要电路自动恢复其内容,所以每个读操作后面还伴随一个“预充”(precharge)过程来对数据位恢复,而参考位则不用恢复。晶体原子状态的切换时间小于1ns,读操作的时间小于70ns,加上“预充”时间60ns,一个完整的读操作时间约为130ns。

写操作和读操作十分类似,只要施加所要的方向的电场改变铁电晶体的状态就可以了,而无需进行恢复。但是写操作仍要保留一个“预充”时间,所以总的时间与读操作相同。FRAM的写操作与其它非易失性存储器的写操作相比,速度要快得多,而且功耗小。

应用

FRAM由于其寿命长、读写速度快等优势,因此主要应用于RFID、便携式的医疗设备、可穿戴设备、IOT设备以及车载设备等。

1.汽车:汽车行业对FRAM的需求正在快速增长。随着车用微控制器和传感器的广泛使用,汽车电子系统对数据存储的需求快速上升。智能安全气囊和先进的记忆系统已在高端汽车中应用,随着时间推移会慢慢进入大众市场。FRAM现在已应用于智能气囊、自动驾驶辅助系统(ADAS)、导航和信息娱乐系统、发动机控制单元(ECU)、事件数据记录器(EDR)、动力总成系统和电池管理系统(BMS)。

2.计量:FRAM是电力计量系统中使用的主要存储器,由于具有高耐用性、快速写入和低能耗等优点,FRAM在此领域迅速占领了市场;随着电子设备和存储数据需求的增多使得FRAM受到广泛应用,FRAM能用于如智能电表、水表和煤气表等的常见的计量系统中。

3.打印机:由于打印机需要频繁记录数据(如页数,设置),铁电存储器芯片由于功耗低、可靠性高,所以比EEPROM或FLASH更加适合作为存储单元。

4.工业:工业设备需要长期的技术支持,某些应用需要长达20年之久,FRAM的可靠性比EEPROM更高,写入次数比其他非易失性存储器高几个数量级,因此是更加理想的存储器。

5.可穿戴电子设备和其他节能设备:电子可穿戴设备既要求总能耗更低,也要求可靠性更高,因此设计人员必须在增加功能的同时减少总的能耗来延长电池寿命。此外,嵌入式软件的复杂化需要更多的内存,从而进一步增加了功耗。

6.医疗:由于FRAM对各种射线的抗干扰性很强,很多医疗行业的起居需要通过射线杀菌,EEPPOM受到射线照射很容易出现数据丢失的情况,而FRAM就能很好地解决这一问题。


原文链接:
https://blog.csdn.net/NETSOL/article/details/116711526
https://mp.weixin.qq.com/s/bLRCb28f_dtHw4iGY-PoFA

版权声明:本文为博主原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。
本文链接:https://blog.csdn.net/sinat_15677011/article/details/120491259

智能推荐

vue文件目录详解_曲调响起琴声悠扬的博客-程序员宅基地_vue文件

.husky:husky是一个为git客户端增加hook的工具.vscodebiuld:vite的配置,项目打包时候的配置mock:mock数据node_modules:node的一些基础依赖包,可能还有拓展的安装的别的插件publicsrc:项目的主文件夹 assets:资源文件 components:vue组件 componens 下的**.vue文件就可以具体编写每一个vue, 最后通过router-link 连接给定的path路径,可以调用vue对象 ...

java基本类型和包装器类【转】_call_from_dream的博客-程序员宅基地

简要讲述java基本类型和包装类型,为装箱和拆箱的学习做准备

android word解析,Android中解析读取复杂word,excel,ppt等的方法_weixin_39534002的博客-程序员宅基地

【实例简介】Android里通过POI包将word,excel等转换为html代码进行展示【实例截图】【核心代码】read└── readPOI├── AndroidManifest.xml├── assets│ └── example.docx├── bin│ ├── AndroidManifest.xml│ ├── classes│ │ └── com│ │ ...

Java maven学习笔记_凌空暗羽的博客-程序员宅基地_java maven学习

maven学习笔记1.引言2.什么是maven?3.maven环境配置4.maven项目创建与运行5.maven的附加概念介绍5.1maven仓库的种类5.2项目开发版本简称5.3maven 项目打包6maven项目的多模块开发参考文献1.引言    莫名其妙的自己就学上了全栈开发,其实说真的,自己也是有点小纠结的。害怕自己学多了多而不精,毕竟自己有点爱玩,学东西有些浮躁。以前学前端学到一般发现自己没有接口,后来学了那“传说中最美的语言——php”并且学习了相关的thinkPHP框架。但是随着php逐渐

中小企业如何实现ITIL_weixin_34162629的博客-程序员宅基地

什么是ITIL?ITIL(信息技术基础设施库)是Information Technology Infrastructure Library的缩写。ITIL是英国政府中央计算机与电信管理中心(CCTA)在20世纪90年代初期发布的一套IT服务管理最佳实践指南,旨在解决IT服务质量不佳的情况。在此之后,CCTA又在HP、IBM、BMC、CA、Peregr...

fufu笔记之多线程_一只java小白白的奋斗史的博客-程序员宅基地

1.多线程概述进程:App,一个类文件线程:App的功能,类里的一个方法2线程的核心概念线程就是独立的执行路径在程序运行时,即使没有自己创建线程,后台也会有多个线程,如主线程,gc线程;main()称之为主线程,为系统的入口用于执行整个程序在一个进程中,如果开辟了多个线程,线程的运行由调度器安排带调度,调度器是与操作系统紧密相关的,先后顺序是不能人为干预的对同一份资源操作时,会存在资源抢夺的问题,需要加入并发控制线程会带来额外的开销,如cpu调度时间,并发控制开销每个线程在自己的工作

随便推点

tensorflow生成deeplab v3+的tfrecord的时候报错:Failed to find all Cityscapes modules_古月光军001的博客-程序员宅基地

在网上照着大神的博客用CityScapes的数据集训练deeplab V3+的时候,一步一步照着别人的方法弄,弄到生成tfrecord的时候突然报错:Failed to find all Cityscapes modules。这个错误是从csHelpers.py里面报出来的就是因为from annotation import Annotation这个语句出错,才报的Failed to fi...

rsync error: some files/attrs were not transferred (see previous errors) (code 23) at main.c(1179) [_csding11的博客-程序员宅基地

想把hadoop102机器上的环境变量分发给hadoop103和hadoop104,xsync /etc/profile.d/my_env.sh,这里的xsync是自己的分发脚本#!/bin/bash#1. 判断参数个数if [ $# -lt 1 ]then echo Not Enough Arguement! exit;fi#2. 遍历集群所有机器for host in hadoop102 hadoop103 hadoop104do echo =========== $host

mooc网站html CSS,HTML和CSS基础_悟无误的博客-程序员宅基地

课程概况HTML и CSS — языки, с помощью которых верстают страницы в интернете. Овладеть основами этих языков совсем нетрудно — это первый шаг к профессии веб-разработчика.Вначале вы узнаете, как работать со...

数据分析中的统计学基础知识_宋懵懵的数据生活的博客-程序员宅基地_数据分析统计知识

统计学在我们生活中其实运用面还挺广的,比如社会调查的结果分析都会运用到统计学的知识。我们今天就来分享一下统计学的一些基础的知识。大致而言,统计学由“描述统计”和“推论统计”两部分构成。描述统计就是从取得的数据中抽取其特征的技术。推论统计是将统计学与概率理论相结合。对“无法整体把握的大的对象”或“还未发生而未来会发生的事情”进行推测。一、描述统计1、平均值平均值就是用数据的合计除以数据的个数平均数还可以通过以下公式求得平均数=组值×相对频数的合计2 、方差.

python爬虫 提取豆瓣Top250电影信息_FouforPast的博客-程序员宅基地

思路很简单,先将原网页爬取出来,然后用正则表达式和BeautifulSoup两种方法提取想要的信息,这里暂时先只爬取电影名、导演、评分和标语。import reimport csvimport requestsfrom bs4 import BeautifulSoupfrom urllib.parse import urlencoderoot = 'https://movie.douban.com/top250'para = {'start': 0, 'filter': ''}header

todolist_qq_21696621的博客-程序员宅基地

最基本的一个todolist,涉及基本的组件通信。效果如下:index.jsimport React from 'react';import ReactDOM from 'react-dom';import './index.css';import TodoList from './TodoList';import * as serviceWorker from './serviceWorker';ReactDOM.render( <React.StrictMode&gt

推荐文章

热门文章

相关标签