Время использовать FRAM
Версия для печати
Автор: Гость
Просмотров: 520
Слов: 709
Рейтинг: Нет оценки
Первая категория - это энергонезависимыепостоянныезапоминащиеустройства(ПЗУ или, по-английски, ROM - Read Only Memory), традиционно предназначенные для хранения программ. Основной особенностью этой категории ЗУ является сохранение записанной в них информации при отключении напряжения питания. В системах обработки информации они применяются только для чтения, или преимущественно для чтения, поскольку процесс записи в них трудоемкий и долговременный.
Вторая категория - это энергозависимыеоперативныезапоминащиеустройства(ОЗУ или, по-английски, RAM - Random Access Memory), традиционно предназначенные для хранения данных. Основной недостаток этой категории ЗУ - пропадание записанных в них данных при отключении или пропадании напряжения питания. Эту категорию ЗУ используют для хранения данных, которые подвергаются частым изменениям. Процесс записи и чтения данных в ОЗУ довольно простой и быстрый. Однако, сохранение данных в такой памяти при отключении напряжения питания является сложной технической задачей.
Специалисты могут добавить к перечисленному, что всегда существовало (и существует) стремление усовершенствовать каждую категорию ЗУ так, чтобы функцию постоянной и оперативной памяти выполняло одно устройство. Вспомнят о паллиативах - схемах статического ОЗУ с батарейкой в одном корпусе. К таким устройствам относятся BBSRAM (Battery Backed Static RAM - статические ОЗУ с батарейным питанием), выпускаемые фирмами Dallas Semiconductor, STMicroelectronics и Benchmarq. Могут также привести в пример схемы с двумя типами памяти SRAM и EEPROM (Electronic Erasure Programmable ROM - ПЗУ с электрическим перепрограммированием) на одном кристалле. Такие микросхемы памяти фирмы ZMD позволили частично решить задачу реализации ЗУ, совмещающей быстродействие статического ОЗУ при записи информации с возможностью ПЗУ сохранять информацию при отключении напряжения питания.
ЧТО ТАКОЕ FRAM?
FRAM - это запоминающее устройство типа ОЗУ, которое использует сегнетоэлектрический эффект для реализации механизма хранения данных. Этот механизм существенно отличается от используемой в других типах энергонезависимой памяти технологии плавающего затвора. Сегнетоэлектрический эффект - это возможность материала сохранять электрическую поляризацию в отсутствие внешнего электрического поля. Сегнетоэлектрические материалы нечувствительны к магнитным полям и Х-излучению. Конструктивное исполнение FRAM-устройств делает их нечувствительными к реальным внешним электрическим полям.
Ячейка памяти FRAM создается размещением сверхтонкой пленки сегнетоэлектрического материала в кристаллическом виде между двумя плоскими металлическими электродами, образующими конденсатор. Этот конденсатор конструктивно очень похож на конденсатор, используемый при построении ячейки динамического оперативного запоминающего устройства (Dynamic RAM-DRAM). Однако, вместо того, чтобы хранить данные как заряд в конденсаторе, подобно DRAM, сегнетоэлектрическая ячейка памяти хранит данные внутри кристаллической структуры. Сегнетоэлектрические кристаллы сохраняют два стабильных состояния - «1» и «0». Благодаря этому реализация базовой ячейки ОЗУ проста, как и схемы усилителя считывания и записи. Поскольку в ячейке FRAM отсутствует эффект утечки заряда, приводящий к потере информации, нет необходимости в периодической регенерации данных, как в динамической памяти. Более того, при отключении напряжения питания данные сохраняются.
ОСОБЕННОСТИ И ДОСТОИНСТВА FRAM
Первые микросхемы флэш-памяти были представлены, как замена микросхемам перепрограммируемых ПЗУ со стиранием посредством ультрафиолетового излучения (УФПП-ЗУ) для модернизации использующих их устройств. По мере формирования собственных областей применения, новые поколения микросхемпамятиflash использовали новые интерфейсы и стандарты протоколов обмена.
Подобная схема развития свойственна и для изделий FRAM. Для упрощения внедрения технологии FRAM на рынок, первые микросхемы FRAM разрабатывались с целью улучшить существующие запоминающие устройства. С учетом существовавших практических ограничений на уровень интеграции первых образцов FRAM, их разрабатывали в качестве замены имеющихся микросхем типа EEPROM с лучшими характеристиками. Например, FRAM с емкостью 16 Kбит стали прямой заменой для EEPROM с последовательным интерфейсом. Именно поэтому в первых изделиях FRAM использовался такой же последовательный интерфейс, как и у EEPROM, даже вопреки их характеристикам, свойственным классу ОЗУ.
Независимо от типа интерфейса, микросхемы FRAM функционируют наподобие динамических ОЗУ. Они имеют такую же производительность, как микросхемы, выполненные по технологии DRAM при операции чтения и записи. Запоминающие устройства FRAM обладают следующими характеристиками, свойственными классу ОЗУ:
одинаковые длительности циклов чтения и записи;
возможность выполнения практически неограниченного числа циклов перезаписи;
одинаковые энергетические затраты при чтении и записи;
простота системного проектирования.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
В настоящее время области применения ЗУ типа FRAM могу быть разделены на две основные категории. Первая категория - это системы сбора данных. В этом случае микросхемы памяти FRAM используются для сбора и хранения данных о состоянии системы.
Вторая категория объединяет тех пользователей, которые используют преимущества FRAM для экономии затрат на циклах разработки и производства. Короткие циклы записи позволяют быстрее программировать устройства, находящиеся уже в составе системы и на сборочныхлиниях. На уровне систем это приводит к упрощению разработки системы и програмного обеспечения, и, соответственно, к сокращению срока ввода новых изделий на рынок. Длительное время начального программирования (в случае использования EEPROM) приводит к дополнительным затратам на линиях сборки.
Микросхемы памяти FRAM превосходят схемы EEPROM по всем показателям в десятки раз.
Об авторе