什麼是FRAM
FRAM (鐵電隨機存取存儲器) 是被稱爲 FeRAM。這種存儲器採用鐵電質膜用作電容器來存儲數據。FRAM 具有 ROM (只讀存儲器) 和 RAM (隨機存取器)，在高速寫入、高耐受力、低功耗和防竄改方面具有優勢。
下面的圖表解釋了 PZT 晶體結構，這種結構通常用作典型的鐵電質材料。在點陣中具有鋯和鈦，作爲兩個穩定點。它們可以根據外部電場在兩個點之間移動。一旦位置設定，即使在出現電場，它也將不會再有任何移動。頂部和底部的電極安排了一個電容器。那麼，電容器劃分了底部電極電壓和極化，超越了磁滯回線。數據以 “1” 或 “0” 的形式存儲。
PZT 晶體結構和 FRAM 工作原理
| 1、當加置磁場時就會產生極化 (鋯/鈦離子在晶體中向上或向下移動)。 |
| 2、即使在不加置磁場的情況下，也能保持電極。 |
| 3、兩個穩定的狀態以 “0” 或 “1” 的形式存儲。 |
![]()
* 非易失性：即使沒有上電，也可以保存所存儲的信息。 |
|
非易失性 |
![]() |
即使沒有上電，也可以保存所存儲的信息 |
![]() |
與 SRAM 相比，無需電池(環保產品) |
| |
|
|
更高速度寫入 |
![]() |
像 SRAM 一樣，可改寫 |
![]() |
不要求改寫命令 |
![]() |
對於擦 / 寫操作，無等待時間 |
![]() |
寫入循環時間 = 讀取循環時間 |
![]() |
寫入時間：E2PROM 的 1/30000 |
| |
|
|
具有更高的耐受力 |
![]() |
確保最大 1012 循環 (100 萬兆循環) / 位的耐久力 |
![]() |
耐久力：超過 100 萬次的 E2PROM |
| |
|
|
具有更低的功耗 |
![]() |
不要求採用充電泵電路 |
![]() |
功耗：低於 1/400 的 E2PROM |
|
|
FRAM |
E2PROM |
Flash |
SRAM |
|
存儲器類別 |
非易失性 |
非易失性 |
非易失性 |
易失性 |
|
晶胞結構 *1 |
1T1C/2T2C |
2T |
1T |
6T |
|
數據改寫方法 |
改寫 |
擦除+寫入 |
扇面擦除+寫入 |
改寫 |
|
寫入循環時間 |
150ns *2 |
5ms |
10μs |
55ns |
|
耐久力 |
最大 1012 (1 萬兆次循環*3) *2 |
106 (100 萬次循環) |
105 (10 萬次循環) |
無限制 |
|
寫入操作電流 |
5mA (典型值) *2
15mA (最大值) *2 |
5mA (最大值) |
20mA (最大值) |
8mA (典型值)
- |
|
待機電流 |
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 = 晶體管. C = 電容器
*2) 256Kb 獨立的 FRAM 存儲器的技術規格
*3) 讀寫操作的總循環 |
|
|
存儲器產品
| FRAM 是集合了 ROM 和 RAM 兩種存儲器的優勢。擅於進行高速寫入、具有長的耐久力和低功耗。富士通半導體提供了採用串行 (I2C 和 SPI) 和並行外設的 FRAM 產品，目前 4Kb 至 4Mb 的產品也已量產。 |
![]() 與SRAM相比 |
| 獨立的FRAM存儲器，因爲具有Pseudo-SRAM I/F，因此與SRAM之間具有的高度兼容性。利用FRAM取代SRAM，您可以獲得的優勢如下： |
| 1、總成本縮減 |
| 採用 SRAM，你需要檢測其電池狀態。但是 FRAM 卻讓你免去了進行電池檢測的困擾。而且，FRAM 不需要電池槽、防倒流二極管和更多的空間，而這些都是 SRAM 所需的。FRAM 的單芯片解決方案可以節省空間和成本。 |
| - 維護自由，無需更換電池。 |
| - 縮小的器件尺寸，可以省去大量的器件。 |
|
|
| 2、環保型產品 (減少了環境負擔) |
| 在生產過程中，與 SRAM 相比，FRAM 能夠降低一半的 CO2 排放量，更爲環保。 |
| - 無廢棄電池。 |
| - 降低工業負荷，實現環保。 |
|
![]() 與 E2PROM 閃存相比 |
| 與傳統的非易失性存儲器，如 E2PROM 和閃存相比，FRAM 具有更快的寫入、更高耐久力和更低功耗等優勢。用 FRAM 取代 E2PROM 和閃存還具有更多優勢，具體如下： |
| 1、性能提升 |
| FRAM 的高速寫入能夠在電源中斷的瞬間備份數據。不僅如此，與 E2PROM 和閃存相比，FRAM 能夠更頻繁的記錄數據。當寫入數據時， E2PROM 和閃存需要高壓，因此，消費的功率比 FRAM 更多。如果嵌入 FRAM，那麼電池供電器件中的電池的壽命將更長。 |
| - 能夠在電源中斷的瞬間備份數據。 |
| - 能夠進行頻繁的數據記錄。 |
| - 能夠保證更長的電池壽命。 |
|
|
| 2、總成本縮減 |
| 在爲每個產品寫入出廠參數時，與 E2PROM 和閃存相比，FRAM 可以縮減寫入時間。而且，FRAM 可以爲您提供一種芯片解決方案，避免採用幾個存儲器來保存數據，而 E2PROM 卻不能實現。因此，利用 FRAM 可以降低總成本！ |
| - 當寫入出廠參數時，縮短了寫入時間。 |
| - 減掉了產品上很多的部件。 |
|
![]() 串行閃存 |
| - I2C 接口 |
| 與世界標準，I2C BUS 完全兼容。利用兩個端口，幾個時鐘 (SCL) 和串行數據 (SDA) 控制每個函數。 |
|
產品型號 |
存儲器密度 |
電源電壓 |
工作頻率 (Max) |
工作溫度 |
讀取/寫入週期 |
保證數據保存期限 |
封裝 |
|
MB85RC256V |
256Kbit |
2.7 至 4.5V |
400KHz |
-40 至 +85℃ |
1010次 (100億次) |
10年 (+70℃) |
SOP-8 |
|
4.5 至 5.5V |
1MHz |
|
MB85RC128 |
128Kbit |
2.7 至 3.6V |
400KHz |
-40 至 +85℃ |
1012次 (1萬億次) |
10年 (+85℃) |
SOP-8 |
|
MB85RC64 |
64Kbit |
2.7 至 3.6V |
400KHz |
-40 至 +85℃ |
1012次 (1萬億次) |
10年 (+85℃) |
SOP-8 |
|
MB85RC64V |
64Kbit |
3.0 至 5.5V |
400KHz |
-40 至 +85℃ |
1012次 (1萬億次) |
10年 (+85℃) |
SOP-8 |
|
MB85RC16 |
16Kbit |
2.7 至 3.6V |
1MHz |
-40 至 +85℃ |
1012次 (1萬億次) |
10年 (+85℃) |
SOP-8 |
|
MB85RC16V |
16Kbit |
3.0 至 5.5V |
1MHz |
-40 至 +85℃ |
1012次 (1萬億次) |
10年 (+85℃) |
SOP-8 |
|
MB85RC04V |
4Kbit |
3.0 至 5.5V |
1MHz |
-40 至 +85℃ |
1012次 (1萬億次) |
10年 (+85℃) |
SOP-8 |
|
| - SPI 接口 |
| 在 25MHz (最大值) 頻率下，實現了最大時鐘性能速度。 |
|
產品型號 |
存儲器密度 |
電源電壓 |
工作頻率 (Max) |
工作溫度 |
讀取/寫入週期 |
保證數據保存期限 |
封裝 |
|
MB85RS256A |
256Kbit |
3.0 至 3.6V |
25MHz |
-40 至 +85℃ |
1010次 (100億次) |
10年 (+55℃) |
SOP-8 |
|
MB85RS128A |
128Kbit |
3.0 至 3.6V |
25MHz |
-40 至 +85℃ |
1010次 (100億次) |
10年 (+55℃) |
SOP-8 |
|
MB85RS64 |
64Kbit |
2.7 至 3.6V |
20MHz |
-40 至 +85℃ |
1012次 (1萬億次) |
10年 (+85℃) |
SOP-8 |
|
MB85RS64V |
64Kbit |
3.0 至 5.5V |
20MHz |
-40 至 +85℃ |
1012次 (1萬億次) |
10年 (+85℃) |
SOP-8 |
|
MB85RS16 |
16Kbit |
3.7 至 3.6V |
20MHz |
-40 至 +85℃ |
1012次 (1萬億次) |
10年 (+85℃) |
SOP-8 |
|
![]() 並行存儲器 |
| 可以像 SRAM 一樣採用並行讀取和寫入，不需要利用任何電池來保存數據。 |
|
產品型號 |
存儲器密度 |
電源電壓 |
工作頻率 (Max) |
工作溫度 |
讀取/寫入週期 |
保證數據保存期限 |
封裝 |
|
MB85R4001A |
4Mbit (512K x 8bit) |
3.0 至 3.6V |
150ns |
-40 至 +85℃ |
1010次 (100億次) |
10年 (+55℃) |
TSOP-48 |
|
MB85R4002A |
4Mbit (256K x 16bit) |
3.0 至 3.6V |
150ns |
-40 至 +85℃ |
1010次 (100億次) |
10年 (+55℃) |
TSOP-48 |
|
MB85R1001A |
1Mbit (128K x 8bit) |
3.0 至 3.6V |
150ns |
-40 至 +85℃ |
1010次 (100億次) |
10年 (+55℃) |
TSOP-48 |
|
MB85R1002A |
1Mbit (64K x 16bit) |
3.0 至 3.6V |
150ns |
-40 至 +85℃ |
1010次 (100億次) |
10年 (+55℃) |
TSOP-48 |
|
MB85R256F |
256Kbit |
2.7 至 3.6V |
150ns |
-40 至 +85℃ |
1010次 (100億次) |
10年 (+55℃) |
SOP-28/TSOP-28 |
|
|
產品簡介
| FRAM (鐵電存儲器) 具有像 E2PROM 一樣的非易失性的優勢 ，在沒有電源的情況下可以保存數據，用於數據存儲。FRAM 具有兩個產品系列：串行接口 (I2C，SPI) 和並行接口。採用串行 I/F 的 FRAM 可以用 E2PROM 或串行閃存來代替，而採用並行 I/F 的產品可以用低功耗 SRAM 或 Pseudo SRAM (PSRAM) 來代替。
富士通半導體集團控制着 FRAM 的整個生產程序，包括在日本的芯片開發、量產及組裝程序，確保 FRAM 產品的高質量和穩定供應。從1999 年上市至今，FRAM 一直爲廣大客戶提供所需的高可靠性。
FRAM 的 4Kb 至 4Mb 產品現已投入量產。
|
![]() |
比傳統閃存微控制器更快速的寫入 |
![]() |
可以不通過擦除操作，按位對數據進行改寫 |
![]() |
當進行數據改寫操作時，可以實現更低的功耗，無需採用商壓 |
![]() |
FRAM 存儲器既可用於存儲數據，也可用於存儲代碼 |
![]() |
即使在電磁波或輻射的環境下，數據仍是安全的 |
![]()
應用示例：採用微控制器的電源電壓監管系統 |
|
|
富士通半導體能夠利用其它公司不能提供的富士通獨有技術，提供廣泛的單獨 FRAM 產品。未來富士通還將通過技術來發來提高一些技術規格，如工作電壓和存取速度，並提供多種產品。
富士通正在爲客戶評估提供工程研發樣品或生產樣品。請確認我們的 FRAM 產品陣列 (見下圖)，如果您想獲得樣品 ，請填寫 “FRAM樣品/文檔申請諮詢表” 提交申請。
|
![]()
* 點擊上圖中的器件名稱，瀏覽該器件的數據手冊
|
|
|
以上源自 http://www.icbase.com/Promotion/Fujitsu_FRAM.html
相關鏈接
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
