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FRAM具有无限的续航能力和即时写入能力

原创 嵌入式/内核开发 作者:NETSOL 时间:2020-08-12 15:49:28 0 删除 编辑

FRAM存储器提供即时写入功能,无限的耐用性和接近零的软错误率,以支持对功能安全标准的遵守。引起人们对用于汽车EDR的 FRAM 非易失性存储技术的兴趣,因为其使用解决了这些缺点。
 
这些吸引人的特性是锆钛酸铅(PZT)是其中一种材料的铁电性能的结果。PZT具有钙钛矿晶体结构,中心有一个阳离子(见图1)。该阳离子可以处于两个位置之一,并且可以通过施加电场来切换位置。每个转换都会产生“开关电荷”(Q s),可以将其读取以表示逻辑1或0。
 

 

图1:FRAM通过铁电材料PZT的极化存储数据。(来源:赛普拉斯半导体)

铁电存储器 的操作与浮栅技术衍生的传统可写非易失性存储器的操作完全不同,后者通过将电荷存储在位单元中来工作。闪存或EEPROM存储器使用电荷泵在芯片上产生高电压(10 V或更高),并迫使电荷载流子通过栅极氧化物。这产生长的写入延迟并且需要高的写入功率,这对存储单元具有破坏性。
 
相比之下,FRAM的写入速度实际上是即时的-只需几皮秒。由于持续时间短,该写操作可由FRAM存储芯片的固有电容供电。这意味着,一旦将数据提供给设备的引脚,就可以保证即使系统电源出现故障也可以存储数据,并且无需电容器或任何其他外部电源。即时写入速度还意味着板上无需高速缓冲SRAM或DRAM存储器(见图2)。

 

图2:FRAM的快速写入速度可保护使用EEPROM设备时可能丢失的关键数据。(来源:赛普拉斯半导体)

 
铁电原理也具有无限的耐力。例如 cypress 半导体公司的Excelon-Auto FRAM存储设备的额定写入周期为100万亿次。这足以使其在20年内每10 µs记录一次数据,而无需使用复杂的磨损均衡软件。
 
有效的汽车EDR实施将配对具有2 Mb或4 Mb密度的无限耐久性FRAM器件和高密度闪存。存储器通常将配置为连续存储最新的1到5 s的数据,而闪存阵列用于批量存储较旧的数据。对于Excelon-Auto设备,有一个串行外围设备接口,它使用标准的非易失性命令进行配置以及读写操作。cypress代理商可提供相关产品技术支持。

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