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[導(dǎo)讀]FRAM 是一種新型存貯器,最大特點是可以隨總線速度無限次的擦寫,而且功耗低。

   摘要:FRAM 是一種新型存貯器,最大特點是可以隨總線速度無限次的擦寫,而且功耗低。FRAM性能優(yōu)越于EEPROM  AT24C256。

    關(guān)鍵詞:存貯器;FM24C256;AT24C256;EEPROM

    一. 概述:

     FRAM是最近幾年由RAMTRON公司研制的新型存貯器,它的核心技術(shù)是鐵電晶體材料,擁有隨即存取記憶體和非易失性存貯產(chǎn)品的特性。FM24C256是一種鐵電存貯器(FRAM),容量為256KBIT存貯器,它和AT24C256容量等同,總線結(jié)構(gòu)兼容,但FM24C256的性能指標(biāo)遠大于AT24C256。在存貯器領(lǐng)域中,F(xiàn)M24C256應(yīng)用逐漸被推廣和認(rèn)可,尤其是大容量存貯器,它的優(yōu)良特性遠高于同等容量的EEPROM。在電子式電能表行業(yè)中,數(shù)據(jù)安全保存是最重要的。隨著電子表功能的發(fā)展,保存的數(shù)據(jù)量越來越大,這就需要大容量的存儲器,而大容量的EEPROM性能指標(biāo)不是很高,尤其是擦寫次數(shù)和速度影響電能表自身的質(zhì)量。FM24C256在電能表中的使用,會提高電能表的數(shù)據(jù)安全存貯特性。

    二. 鐵電存貯器(FRAM)FM24C256的特性:

    傳統(tǒng)半導(dǎo)體記憶體有兩大體系:易失性記憶體(volatile memory)和非易失性記憶體(non-volatile memory)。
易失性記憶體像SRAM和DRAM在沒有電源的情況下都不能保存數(shù)據(jù)。但這種存貯器擁有高性能、易用等優(yōu)點。
非易失性記憶體像EPROM,EEPROM和FLASH 能在斷電后仍保存數(shù)據(jù)。但由于所有這些記憶體均起源自ROM技術(shù),所以不難想象得到他們都有不易寫入的缺點:寫入緩慢、讀寫次數(shù)低、寫入時工耗大等。

    FM24C256是一個256Kbit 的FRAM,總線頻率最高可達1MHz,10億次以上的讀寫次數(shù),工耗低。與典型的EEPROM AT24C256相比較,F(xiàn)M24C256可跟隨總線速度寫入,無須等待時間,而AT24C256必須等待幾毫秒(ms)才能進行下一步寫操作。FM24C256可讀寫10億次以上,幾乎無限次讀寫。而AT24C256只有10萬之一百萬次讀寫。另外,AT24C256讀寫能量高出FM24C256有2,500倍。從比較中看出,F(xiàn)M24C256包含了RAM技術(shù)優(yōu)點,同時擁有ROM技術(shù)的非易失性特點。

    三. FM24C256的應(yīng)用:

    在儀表設(shè)計中,數(shù)據(jù)的安全存貯非常重要。如電子式電能表,它在運行期間時刻都在記錄數(shù)據(jù),
如果功能設(shè)計比較多,那么保存的數(shù)據(jù)量大,擦寫次數(shù)比較多。這要求有一個高性能的存貯器才能滿足要求?,F(xiàn)在的儀表設(shè)計,壽命要求長,數(shù)據(jù)保存安全期長。目前,F(xiàn)M24C256是非常適合儀表設(shè)計要求的存貯器。它的性能指標(biāo)完全達到設(shè)計要求,解決了儀表中的設(shè)計憂慮。更重要的是,它的存貯時間短,能夠在極短的時間內(nèi)保存大量數(shù)據(jù),解決了儀表在突然斷電時數(shù)據(jù)及時、安全的存貯。RAMTRON公司研制的FM24C256,為了普及使用,存貯指令和AT24C256兼容,只是在讀寫指令和應(yīng)答是不需要延時,提高了擦寫速率。封裝體積、功能管角和AT24C256一樣,使設(shè)計者容易接受和運用。

   

    寫子程序:


WRITE:
      CLR1 PM.3      ;;設(shè)置P4.3為輸出狀態(tài)
      CLR1 P4.2
      CLR1 P4.3
      CLR1 P4.1       ;;打開寫保護
CALL !SENDSTART    ;;發(fā)送起始位
MOV A,#10100000B
CALL !SENDCOM    ;;發(fā)送寫命令
BC $WNOACKX      ;;沒應(yīng)答則錯誤返回
  NOP
CLR1 P4.2
CLR1  PM4.3        ;; 設(shè)置P4.3為輸出狀態(tài)
MOV A,D            ;;D中存放所寫單元高地址
CALL !SENDCOM     ;;發(fā)送所寫單元高地址
BC $WNOACKX    ;;;沒應(yīng)答則錯誤返回
CLR1  PM4.3        ;; 設(shè)置P4.3為輸出狀態(tài)
MOV A,E        ;;;;E中存放所寫單元低地址
CALL !SENDCOM   ;;發(fā)送所寫單元低地址
BC $WNOACKX   ;;沒應(yīng)答則錯誤返回
CLR1  PM4.3        ;; 設(shè)置P4.3為輸出狀態(tài)
MOV A,[HL]       ;;[HL] 中存放所寫數(shù)據(jù)
    CALL !A24SENDC    ;;發(fā)送所寫數(shù)據(jù)
   CLR1 CY
            SET1 P4.1  ;;寫保護
WNOACKX:
SET1 CY
RET

SENDSTART:    發(fā)送起始位子程序
SET1 P4.2
   SET1 P4.3      ;;發(fā)起始位
        NOP
NOP    
      CLR1 P4.3
        CLR1 4.2
       RET

  SENDCOM:   發(fā)送命令子程序
         CALL !A24SENDC
           CLR1 P4.2
        SET1  PM4.3   ;;設(shè)置P4.3為輸入狀態(tài)
           NOP
           NOP
           NOP     
SET1 4.2
        BT P4.3,$DCOM1                 ;測試應(yīng)答信號,有應(yīng)答CY=1,否則CY=0
        CLR1 CY
           RET             ;BR RNOACK              
DCOM1:
        SET1 CY
           RET
A24SENDC:     發(fā)送數(shù)據(jù)子程序
        CLR1 CY
        MOV B,#08H   ;;發(fā)送8位
SENDREP:
        CLR1 P4.2
         NOP
         CLR1 P4.3
      ROLC A,1         ;;左移一位
      BNC $SENDPD
        SET1  P4.3
SENDPD:
        NOP
        SET1 P4.2
         NOP
     DBNZ B,$SENDREP   ;8位發(fā)送完返回
        RET

 讀子程序:
READ:
  CLR1 PM4.3       ;;;; 設(shè)置P4.3為輸出狀態(tài)
        CALL !SENDSTART ;發(fā)送起始位
MOV A,#10100000B
           CALL !SENDCOM   ;; ;發(fā)送讀命令
           BC $RNOACK       ;;       沒應(yīng)答則錯誤返回
CLR1 P4.2
  CLR1 PM4.3        ;; 設(shè)置P4.3為輸出狀態(tài)

 MOV A,D         ;D中存放所讀單元高地址
             CALL !SENDCOM  ;;發(fā)送所讀單元高地址
          BC $RNOACK            ;     沒應(yīng)答則錯誤返回
             CLR1 PM4.3    ;;設(shè)置P4.3為輸出狀態(tài)
MOV A,E      ;;;E中存放所讀單元低地址
          CALL !SENDCOM   ;;發(fā)送所讀單元低地址
BC $RNOACK   ;;沒應(yīng)答則錯誤返回
        CLR1 P4.2
             CLR1 PM4.3   ;;設(shè)置P4.3為輸出狀態(tài)
SET1 P4.2
SET1 4.3
NOP
NOP
             CLR1 P4.3
             CLR1 P4.2
             CALL !SENDSTART  ;發(fā)送起始位
          MOV A,#10100001B
          CALL !SENDCOM     ;;發(fā)送讀命令
          BC $RNOACK

         CLR1 P4.2
            SET1 PM4.3
 CALL !N24READB     ;;讀數(shù)據(jù)
         CLR1 SK256
            CLR1 PM4.6
        CALL !SENDSTOP    ;;發(fā)送停止位
READRET:
    CLR1 CY 
RET
RNOACK:
SET1 CY 
RET

N24READB:
         MOV B,#08H
READREPX:
        CLR1 P4.2
   NOP
   NOP
   NOP 
SET1 P4.2
          NOP
       NOP
       NOP
       CLR1 CY
 BF P4.3,$READPD
       SET1 CY
READPD:
      ROLC A,1    ;;左移1位
      NOP
      NOP
      NOP
      DBNZ B,$READREPX    ;;判斷是否接受8位

 RET
SENDSTOP:     發(fā)送停止位
     CLR1 P4.3
        NOP
 SET1 P4.2
        NOP            
     SET1 P4.3
        NOP
        RET

    四. 小結(jié):

    FM24C256 是一種高性能的存貯器,性能指標(biāo)遠遠大于EEPROM。在電子式電能表應(yīng)用中,數(shù)據(jù)擦寫次數(shù)比較頻繁,而且在掉電存貯時數(shù)據(jù)量大、時間短,怎樣安全可靠快速的保存數(shù)據(jù)一個關(guān)鍵的技術(shù)。所以,F(xiàn)M24C256的優(yōu)良特性非常適合儀表中使用,如電能表、水表、煤氣表、暖氣表、計程車表、醫(yī)療儀表等應(yīng)用廣泛。它的封裝形式有SOIC和DIP。

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