FRAM 铁电存储器

2019-04-13 16:09发布


什么是FRAM FRAM (铁电随机存取存储器) 是被称为 FeRAM。这种存储器采用铁电质膜用作电容器来存储数据。FRAM 具有 ROM (只读存储器) 和 RAM (随机存取器),在高速写入、高耐受力、低功耗和防窜改方面具有优势。 关于铁电质 下面的图表解释了 PZT 晶体结构,这种结构通常用作典型的铁电质材料。在点阵中具有锆和钛,作为两个稳定点。它们可以根据外部电场在两个点之间移动。一旦位置设定,即使在出现电场,它也将不会再有任何移动。顶部和底部的电极安排了一个电容器。那么,电容器划分了底部电极电压和极化,超越了磁滞回线。数据以 “1” 或 “0” 的形式存储。 PZT 晶体结构和 FRAM 工作原理 1、当加置磁场时就会产生极化 (锆/钛离子在晶体中向上或向下移动)。 2、即使在不加置磁场的情况下,也能保持电极。 3、两个稳定的状态以 “0” 或 “1” 的形式存储。  
* 非易失性:即使没有上电,也可以保存所存储的信息。   优势 非易失性 即使没有上电,也可以保存所存储的信息 与 SRAM 相比,无需电池(环保产品)     更高速度写入 像 SRAM 一样,可改写 不要求改写命令 对于擦 / 写操作,无等待时间 写入循环时间 = 读取循环时间 写入时间:E2PROM 的 1/30000     具有更高的耐受力 确保最大 1012 循环 (100 万兆循环) / 位的耐久力 耐久力:超过 100 万次的 E2PROM     具有更低的功耗 不要求采用充电泵电路 功耗:低于 1/400 的 E2PROM     FRAM E2PROM Flash SRAM 存储器类别 非易失性 非易失性 非易失性 易失性 晶胞结构 *1 1T1C/2T2C 2T 1T 6T 数据改写方法 改写 擦除+写入 扇面擦除+写入 改写 写入循环时间 150ns *2 5ms 10μs 55ns 耐久力 最大 1012 (1 万兆次循环*3) *2 106 (100 万次循环) 105 (10 万次循环) 无限制 写入操作电流 5mA (典型值) *2
15mA (最大值) *2 5mA (最大值) 20mA (最大值) 8mA (典型值)
- 待机电流 5μA (典型值) *2
50μA (最大值) *2 2μA (最大值) 100μA (最大值) 0.7μA (典型值)
3μA (最大值) *1) T = 晶体管. C = 电容器
*2) 256Kb 独立的 FRAM 存储器的技术规格
*3) 读写操作的总循环
存储器产品 FRAM 是集合了 ROM 和 RAM 两种存储器的优势。擅于进行高速写入、具有长的耐久力和低功耗。富士通半导体提供了采用串行 (I2C 和 SPI) 和并行外设的 FRAM 产品,目前 4Kb 至 4Mb 的产品也已量产。     与SRAM相比 独立的FRAM存储器,因为具有Pseudo-SRAM I/F,因此与SRAM之间具有的高度兼容性。利用FRAM取代SRAM,您可以获得的优势如下: 1、总成本缩减 采用 SRAM,你需要检测其电池状态。但是 FRAM 却让你免去了进行电池检测的困扰。而且,FRAM 不需要电池槽、防倒流二极管和更多的空间,而这些都是 SRAM 所需的。FRAM 的单芯片解决方案可以节省空间和成本。 - 维护自由,无需更换电池。 - 缩小的器件尺寸,可以省去大量的器件。   2、环保型产品 (减少了环境负担) 在生产过程中,与 SRAM 相比,FRAM 能够降低一半的 CO2 排放量,更为环保。 - 无废弃电池。 - 降低工业负荷,实现环保。     与 E2PROM 闪存相比 与传统的非易失性存储器,如 E2PROM 和闪存相比,FRAM 具有更快的写入、更高耐久力和更低功耗等优势。用 FRAM 取代 E2PROM 和闪存还具有更多优势,具体如下: 1、性能提升 FRAM 的高速写入能够在电源中断的瞬间备份数据。不仅如此,与 E2PROM 和闪存相比,FRAM 能够更频繁的记录数据。当写入数据时, E2PROM 和闪存需要高压,因此,消费的功率比 FRAM 更多。如果嵌入 FRAM,那么电池供电器件中的电池的寿命将更长。 - 能够在电源中断的瞬间备份数据。 - 能够进行频繁的数据记录。 - 能够保证更长的电池寿命。   2、总成本缩减 在为每个产品写入出厂参数时,与 E2PROM 和闪存相比,FRAM 可以缩减写入时间。而且,FRAM 可以为您提供一种芯片解决方案,避免采用几个存储器来保存数据,而 E2PROM 却不能实现。因此,利用 FRAM 可以降低总成本! - 当写入出厂参数时,缩短了写入时间。 - 减掉了产品上很多的部件。   产品列表     串行闪存 - I2C 接口 与世界标准,I2C BUS 完全兼容。利用两个端口,几个时钟 (SCL) 和串行数据 (SDA) 控制每个函数。 产品型号 存储器密度 电源电压 工作频率 (Max) 工作温度 读取/写入周期 保证数据保存期限 封装 MB85RC256V 256Kbit 2.7 至 4.5V 400KHz -40 至 +85℃ 1010次 (100亿次) 10年 (+70℃) SOP-8 4.5 至 5.5V 1MHz MB85RC128 128Kbit 2.7 至 3.6V 400KHz -40 至 +85℃ 1012次 (1万亿次) 10年 (+85℃) SOP-8 MB85RC64 64Kbit 2.7 至 3.6V 400KHz -40 至 +85℃ 1012次 (1万亿次) 10年 (+85℃) SOP-8 MB85RC64V 64Kbit 3.0 至 5.5V 400KHz -40 至 +85℃ 1012次 (1万亿次) 10年 (+85℃) SOP-8 MB85RC16 16Kbit 2.7 至 3.6V 1MHz -40 至 +85℃ 1012次 (1万亿次) 10年 (+85℃) SOP-8 MB85RC16V 16Kbit 3.0 至 5.5V 1MHz -40 至 +85℃ 1012次 (1万亿次) 10年 (+85℃) SOP-8 MB85RC04V 4Kbit 3.0 至 5.5V 1MHz -40 至 +85℃ 1012次 (1万亿次) 10年 (+85℃) SOP-8     - SPI 接口 在 25MHz (最大值) 频率下,实现了最大时钟性能速度。 产品型号 存储器密度 电源电压 工作频率 (Max) 工作温度 读取/写入周期 保证数据保存期限 封装 MB85RS256A 256Kbit 3.0 至 3.6V 25MHz -40 至 +85℃ 1010次 (100亿次) 10年 (+55℃) SOP-8 MB85RS128A 128Kbit 3.0 至 3.6V 25MHz -40 至 +85℃ 1010次 (100亿次) 10年 (+55℃) SOP-8 MB85RS64 64Kbit 2.7 至 3.6V 20MHz -40 至 +85℃ 1012次 (1万亿次) 10年 (+85℃) SOP-8 MB85RS64V 64Kbit 3.0 至 5.5V 20MHz -40 至 +85℃ 1012次 (1万亿次) 10年 (+85℃) SOP-8 MB85RS16 16Kbit 3.7 至 3.6V 20MHz -40 至 +85℃ 1012次 (1万亿次) 10年 (+85℃) SOP-8       并行存储器 可以像 SRAM 一样采用并行读取和写入,不需要利用任何电池来保存数据。 产品型号 存储器密度 电源电压 工作频率 (Max) 工作温度 读取/写入周期 保证数据保存期限 封装 MB85R4001A 4Mbit (512K x 8bit) 3.0 至 3.6V 150ns -40 至 +85℃ 1010次 (100亿次) 10年 (+55℃) TSOP-48 MB85R4002A 4Mbit (256K x 16bit) 3.0 至 3.6V 150ns -40 至 +85℃ 1010次 (100亿次) 10年 (+55℃) TSOP-48 MB85R1001A 1Mbit (128K x 8bit) 3.0 至 3.6V 150ns -40 至 +85℃ 1010次 (100亿次) 10年 (+55℃) TSOP-48 MB85R1002A 1Mbit (64K x 16bit) 3.0 至 3.6V 150ns -40 至 +85℃ 1010次 (100亿次) 10年 (+55℃) TSOP-48 MB85R256F 256Kbit 2.7 至 3.6V 150ns -40 至 +85℃ 1010次 (100亿次) 10年 (+55℃) SOP-28/TSOP-28     产品简介 FRAM (铁电存储器) 具有像 E2PROM 一样的非易失性的优势 ,在没有电源的情况下可以保存数据,用于数据存储。FRAM 具有两个产品系列:串行接口 (I2C,SPI) 和并行接口。采用串行 I/F 的 FRAM 可以用 E2PROM 或串行闪存来代替,而采用并行 I/F 的产品可以用低功耗 SRAM 或 Pseudo SRAM (PSRAM) 来代替。 富士通半导体集团控制着 FRAM 的整个生产程序,包括在日本的芯片开发、量产及组装程序,确保 FRAM 产品的高质量和稳定供应。从1999 年上市至今,FRAM 一直为广大客户提供所需的高可靠性。 FRAM 的 4Kb 至 4Mb 产品现已投入量产。 FRAM 微控制器的优势 比传统闪存微控制器更快速的写入 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 存储器既可用于存储数据,也可用于存储代码 即使在电磁波或辐射的环境下,数据仍是安全的


应用示例:采用微控制器的电源电压监管系统   FRAM 产品一览表 富士通半导体能够利用其它公司不能提供的富士通独有技术,提供广泛的单独 FRAM 产品。未来富士通还将通过技术来发来提高一些技术规格,如工作电压和存取速度,并提供多种产品。 富士通正在为客户评估提供工程研发样品或生产样品。请确认我们的 FRAM 产品阵列 (见下图),如果您想获得样品 ,请填写 “FRAM样品/文档申请咨询表” 提交申请。  

* 点击上图中的器件名称,浏览该器件的数据手册
以上源自 http://www.icbase.com/Promotion/Fujitsu_FRAM.html 相关链接  http://www.jing-xi.com/ProductCatalog.aspx?classid=54 http://www.fujitsu.com/cn/fss/memory/fram/
http://blog.csdn.net/sunheshan/article/details/23599619