FM20L08型鐵電存儲器的原理及應(yīng)用
關(guān)鍵詞：鐵電存儲器；FM20L08；高速數(shù)據(jù)記錄；應(yīng)用
1 引言
在一些需要下位機(jī)單獨(dú)工作的場合(如汽車行駛記錄儀、高速存儲測試設(shè)備等)，其數(shù)據(jù)的高速存儲和掉電不丟失尤為重要。Ramtron公司推出的FM20L08型非易失性鐵電存儲器除具有其他鐵電存儲器的一般特點外，彌補(bǔ)了已有鐵電存儲器存儲量小的缺點，其數(shù)據(jù)存儲量達(dá)l MB，可完全替代標(biāo)準(zhǔn)異步靜態(tài)隨機(jī)存儲器(SRAM)。
2 FM20L08的特點和引腳功能
FM20L08型非易失性鐵電存儲器的存儲容量為128 Kx8位，可無限次擦寫，掉電后數(shù)據(jù)可保存10年，工作電壓為3 V，最大功耗電流為22 mA，采用32引腳TSOP型封裝。圖1示出FM20L08的引腳排列，表l示出FM20L08的主要引腳功能。
FM20L08內(nèi)存分為8個頁面，每個頁面可分為16 Kx8 bit，由地址總線的低3位選擇不同的頁面。新增加的頁面操作模式的操作速率為33 MHz。FM20L08增加了軟件控制寫保護(hù)功能，存儲序列按地址排成8個區(qū)域，每個區(qū)域都能通過軟件單獨(dú)設(shè)置寫保護(hù)，不需要其他硬件或改變引腳排列。
FM20L08新增內(nèi)部電壓監(jiān)控器驅(qū)動LVL(Low Voltage Lockout)信號，用于監(jiān)控電源的供電情況。當(dāng)電源電壓下降到臨界值以下時，LVL輸出低電壓信號，顯示電路處于寫保護(hù)狀態(tài)。LVL信號處于低電平時，存儲器可以自動阻止無意讀寫和防止存儲頁面數(shù)據(jù)的破壞。
3 FM20L08工作原理
3.1 頁面操作模式
FM20L08給用戶提供快速訪問任意頁面的操作，而且對頁面的訪問不需要CE信號有效。對于頁面模式讀操作，只要數(shù)據(jù)位連在總線上，通過地址總線低3位選擇不同頁面，便可讀取存儲器上的數(shù)據(jù)。對于頁面模式寫操作，需要第1個寫脈沖定義第一次寫操作。當(dāng)CE為低電平時，寫脈沖連同1個新的地址進(jìn)行頁面模式寫操作。圖2示出頁面模式讀操作時序。圖3示出頁面模式寫操作時序。
3.2 電壓監(jiān)控器
FM20L08內(nèi)部的電壓監(jiān)控器不斷檢測電源電壓，當(dāng)VDD低于臨界指示電壓VTP時，LVL輸出低電平信號，存儲器處于受保護(hù)狀態(tài)，阻止電源電壓太低和無意干擾信號訪問存儲器。這并不代表LVL信號可以用于系統(tǒng)復(fù)位，因為系統(tǒng)主機(jī)可能在低于電路特殊電壓時進(jìn)行寫操作。LVL引腳用于存儲器是否閉鎖的狀態(tài)指示。電源電壓超過門限電壓VTP時要經(jīng)歷延時tPULV后LVL才變高電平，在這個時間段里存儲器可以被訪問。
3,3 軟件寫保護(hù)
存儲器128 Kx8位的地址空間有8個區(qū)域，每個區(qū)域的地址空間為16 Kx8位。每個區(qū)域獨(dú)立進(jìn)行軟件寫保護(hù)，而且是非易失性的。寫保護(hù)由8位數(shù)據(jù)組成，具體分區(qū)如表2所示。首先在規(guī)定地址置入數(shù)據(jù)，寫保護(hù)區(qū)域標(biāo)志位為高電平；其后在另一規(guī)定地址置入數(shù)據(jù)，寫保護(hù)區(qū)域標(biāo)志位為低電平；再在規(guī)定地址寫入任意數(shù)據(jù)并返回普通模式。對區(qū)域O、l、4的寫保護(hù)過程如表3所示。
4 FM20L08的應(yīng)用
在對爆炸過程中的溫度、沖擊波和壓力等參數(shù)進(jìn)行實時采集和記錄時，為了更好地了解爆炸過程的情況，必須有高速的數(shù)據(jù)采集和大量的數(shù)據(jù)存儲作保證。鐵電存儲器的高速寫入和掉電數(shù)據(jù)不丟失特性完全適合此類情況，但以往的鐵電存儲器最大容量只有256 KB，單個存儲器無法對整個作用過程進(jìn)行記錄，F(xiàn)N20L08正好解決了存儲容量小的問題。爆炸前在目標(biāo)區(qū)域放置多個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，接通電源，啟動單片機(jī)內(nèi)部程序，等待信號出現(xiàn)。起爆后，沖擊波傳感器和溫度傳感器將被測信號經(jīng)調(diào)理電路送入單片機(jī)，單片機(jī)首先判斷輸入信號值是否大于門限值，只有輸入信號值大于門限值才能存儲在鐵電存儲器的存儲單元內(nèi)，并在一定時間后關(guān)閉存儲器。試驗完畢，工作人員可將采集到的數(shù)據(jù)在PC機(jī)上顯示。圖4示出由單片機(jī)控制FM20L08的原理圖。
5 結(jié)束語
本文介紹了FM20L08鐵電存儲器的原理及應(yīng)用，給出了測量爆炸過程溫度、沖擊波信號的應(yīng)用及單片機(jī)控制的硬件電路。該設(shè)計可以直接或稍加改動移植到汽車行駛存儲測試系統(tǒng)等類似的系統(tǒng)中。用該電路作為測量爆炸參數(shù)的設(shè)備，具有寫入速度快、數(shù)據(jù)存儲容量大、可靠性高等優(yōu)點。模擬試驗證明可以滿足測量要求，可以實現(xiàn)現(xiàn)有爆炸試驗過程的數(shù)據(jù)記錄，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。
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