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[導(dǎo)讀]本文主要介紹了鐵電存儲器FM20L08的原理及應(yīng)用。該存儲器不僅克服了EEPROM和Flash存儲器寫入時間長、擦寫次數(shù)少等缺點,而且增加了電壓監(jiān)控器和軟件控制的寫保護(hù)功能,1MB的存儲容量足以替代靜態(tài)隨機(jī)存儲器。

摘要:本文主要介紹了鐵電存儲器FM20L08的原理及應(yīng)用。該存儲器不僅克服了EEPROM和Flash存儲器寫入時間長、擦寫次數(shù)少等缺點,而且增加了電壓監(jiān)控器和軟件控制的寫保護(hù)功能,1MB的存儲容量足以替代靜態(tài)隨機(jī)存儲器。介紹FM20L08的引腳功能和工作原理,并在此基礎(chǔ)上給出基于FM20L08的高速數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的設(shè)計方案及與單片機(jī)的接口電路。
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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