FRAM 铁电存储器

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

 

 FRAME²PROMFlashSRAM存储器类别非易失性非易失性非易失性易失性晶胞结构 ^*11T1C/2T2C2T1T6T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 ^*25ms10μs55ns耐久力最大 1012 (1 万兆次循环^*3) ^*2106 (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) ^*25mA (最大值)20mA (最大值)8mA (典型值)
-待机电流5μA (典型值) ^*2
50μA (最大值) ^*22μA (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MB85RC256V256Kbit2.7 至 4.5V400KHz-40 至 +85℃10¹⁰次 (100亿次)10年 (+70℃)SOP-84.5 至 5.5V1MHzMB85RC128128Kbit2.7 至 3.6V400KHz-40 至 +85℃10¹²次 (1万亿次)10年 (+85℃)SOP-8MB85RC6464Kbit2.7 至 3.6V400KHz-40 至 +85℃10¹²次 (1万亿次)10年 (+85℃)SOP-8MB85RC64V64Kbit3.0 至 5.5V400KHz-40 至 +85℃10¹²次 (1万亿次)10年 (+85℃)SOP-8MB85RC1616Kbit2.7 至 3.6V1MHz-40 至 +85℃10¹²次 (1万亿次)10年 (+85℃)SOP-8MB85RC16V16Kbit3.0 至 5.5V1MHz-40 至 +85℃10¹²次 (1万亿次)10年 (+85℃)SOP-8MB85RC04V4Kbit3.0 至 5.5V1MHz-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MB85RS256A256Kbit3.0 至 3.6V25MHz-40 至 +85℃10¹⁰次 (100亿次)10年 (+55℃)SOP-8MB85RS128A128Kbit3.0 至 3.6V25MHz-40 至 +85℃10¹⁰次 (100亿次)10年 (+55℃)SOP-8MB85RS6464Kbit2.7 至 3.6V20MHz-40 至 +85℃10¹²次 (1万亿次)10年 (+85℃)SOP-8MB85RS64V64Kbit3.0 至 5.5V20MHz-40 至 +85℃10¹²次 (1万亿次)10年 (+85℃)SOP-8MB85RS1616Kbit3.7 至 3.6V20MHz-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MB85R4001A4Mbit (512K x 8bit)3.0 至 3.6V150ns-40 至 +85℃10¹⁰次 (100亿次)10年 (+55℃)TSOP-48MB85R4002A4Mbit (256K x 16bit)3.0 至 3.6V150ns-40 至 +85℃10¹⁰次 (100亿次)10年 (+55℃)TSOP-48MB85R1001A1Mbit (128K x 8bit)3.0 至 3.6V150ns-40 至 +85℃10¹⁰次 (100亿次)10年 (+55℃)TSOP-48MB85R1002A1Mbit (64K x 16bit)3.0 至 3.6V150ns-40 至 +85℃10¹⁰次 (100亿次)10年 (+55℃)TSOP-48MB85R256F256Kbit2.7 至 3.6V150ns-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