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嵌入式系統(tǒng)中的EEPROM和FRAM

2021-07-02 09:02:30

對于所有基于微控制器的嵌入式系統(tǒng)而言,存儲器都是其中的主要元件。例如開發(fā)人員需要足夠的ram以存儲所有易失性變量、創(chuàng)建緩沖區(qū)以及管理各種應用堆棧。RAM對于嵌入式系統(tǒng)相當重要,同樣,開發(fā)人員也需要一定空間用于存儲應用代碼、非易失性數(shù)據(jù)和配置信息。
 
EEPROM往往是開發(fā)人員最先、最??紤]用于嵌入式系統(tǒng)的存儲器件。在嵌入式應用中,這類非易失性存儲器通常用于存儲系統(tǒng)配置參數(shù)。例如,連接至CAN總線網(wǎng)絡的設備可能會將CAN ID存儲于EEPROM。
 
EEPROM的以下特性使其成為嵌入式系統(tǒng)開發(fā)人員的理想之選:
•小封裝尺寸
•相對實惠的價格
•100kbps至1000kbps的典型比特率范圍
•標準化電氣接口
•通常支持I2C和SPI接口
 
值得注意的是,某些MCU微控制器中也包含EEPROM。因此配置需求不能超過4KB,否則開發(fā)人員就需要使用外部存儲器件,或使用微控制器的閃存來模擬EEPROM以擴展容量。
 
盡管EEPROM深受青睞,卻也存在一些潛在缺陷:
•擦/寫操作壽命通常為1,000,000次
•寫周期約為500ns
•寫入單個數(shù)據(jù)單元需要多條指令
•數(shù)據(jù)保存期為10年以上(近期的產(chǎn)品可達100年以上)
•易受輻射和高工作溫度影響
 
EEPROM適合的應用眾多,但對于汽車、醫(yī)療或航天系統(tǒng)等可靠性要求較高的應用,開發(fā)人員則希望使用FRAM等更可靠的存儲器解決方案。
 
FRAM是“鐵電隨機存取存儲器”的縮寫,相較于EEPROM存儲器,頗具優(yōu)勢:
•速度更快(寫周期小于50ns)
•寫操作壽命更長(高達1萬億次,EEPROM僅為100萬次)
•功率較低(工作電壓只需1.5V)
•輻射耐受性更強
 
FRAM的存儲容量與EEPROM相當。例如,Cypress的FRAM系列容量范圍從4Kb至4Mb。其中,F(xiàn)M25L16B-GTR容量為16Kb。該器件采用8引腳SOIC封裝,工作頻率可達20MHz。
 
針對高端產(chǎn)品,Cypress推出容量為4Mb,支持的接口速度高達40MHz的鐵電RAM。這款FRAM存儲器具有以下特性:
•151年數(shù)據(jù)保存期
•100萬億次讀/寫
•直接替代串行閃存和EEPROM
 
正如您所猜想,F(xiàn)RAM的價格比EEPROM昂貴,因此選擇適合應用的存儲器時,務必仔細權(quán)衡器件的各種工作環(huán)境因素。


本文關(guān)鍵詞: FRAM


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