FRAM – встроенная память со сверхнизким энергопотреблением

FRAM (ферроэлектрическое ОЗУ) – это изготовленная по передовой технологии энергонезависимая память нового поколения, встраивается в некоторые микроконтроллеры MSP430. Встроенная FRAM позволяет повысить скорость работы, снизить энергопотребление и уменьшить размеры устройства.

Обзор технологии FRAM

Добро пожаловать в завтрашний день встраиваемых запоминающих устройств

Поскольку требования к быстродействию и производительности в каждой области применения растут во всем мире, для разработки более интеллектуальных решений необходима новая технология изготовления памяти. FRAM производства Texas Instruments предоставляет унифицированную память с динамическим разбиением на разделы и скоростью доступа к памяти в 100 большей, чем у Flash-памяти. Также FRAM способна сохранять состояние ячейки без расхода энергии во всех режимах питания, что означает гарантированную запись даже в случае потери электропитания. А если учитывать ресурс в более чем 100 триллионов циклов, то окажется, что EEPROM больше не нужна. Все это возможно благодаря тому, что впервые в отрасли активное энергопотребление полупроводникового прибора снижено до отметки менее 100 мкА/МГц.

Преимущества использования встраиваемой FRAM

• Сверхнизкое энергопотребление при записи и чтении в сочетании с возросшей пропускной способностью
• Действительно унифицированная память – конфигурируется как Flash память или RAM
• Лучшая в отрасли скорость чтения и записи
• Практически неисчерпаемый ресурс перезаписи — 10¹⁴ циклов
• Безопасная и устойчивая к воздействию излучений

Сверхнизкое энергопотребление при чтении и записи в сочетании с повышенной пропускной способностью

Устройства MSP430 со встроенной FRAM-памятью вдвое сокращают прежний отраслевой рекорд минимального энергопотребления, довольствуясь менее чем 100 мкА/МГц.

Чтение и запись требуют всего 1,5 В напряжения, поэтому в отличие от Flash-памяти и EEPROM можно работать без подкачки заряда. Это снижает энергопотребление и уменьшает размеры.

При скорости передачи данных 12 Кб/с FRAM потребляет в 250 раз меньше энергии, чем устройства с Flash-памятью.

• Тестовый пример
  • Частота ЦП 8 МГц
  • Пропускная способность обоих типов памяти ограничена 12 Кб/с (обычное применение)
• FRAM потребляет 9 мкА при 12 Кб/с
• Flash-память потребляет 2200 мкА при 12 Кб/с

Оба образца производят запись на скорости 12 Кб/с

Вывод. При равной скорости обработки информации FRAM потребляет в 250 раза меньше энергии, чем Flash-память

Действительно унифицированная память

FRAM предлагает разработчиками уникальную адаптивность, позволяя использовать один и тот же блок памяти как кэш (RAM), программную память или память для хранения данных. Используя FRAM, разработчики могут динамически распределять память на текущей стадии цикла разработки пользовательских решений.

Эта способность позволяет сократить время вывода изделия на рынок и упростить управление ресурсами – однотипным устройствам можно динамически присваивать различные конфигурации памяти.

Унифицированный блок памяти FRAM может быть динамически сконфигурирован как память программы, память для хранения данных или информации, предоставляя разработчику беспрецедентную гибкость.

Лучшие в отрасли скорости чтения и записи

Помимо низкого энергопотребления, FRAM способна обеспечить беспрецедентную производительность. MSP430 со встроенной FRAM-памятью демонстрирует время доступа равное 50 нс, что дает пропускную способность до 1400 Кб/с.

Благодаря FRAM встраиваемая память перестанет быть "узким местом" вашего решения.

FRAM может выполнить запись более чем в 100 раз быстрее Flash-памяти, потребляя при этом меньше энергии!

• Тестовый пример
  • Частота ЦП 8 МГц
  • Оба типа памяти производят запись блоков информации по 512 Б
• Макс. пропускная способность FRAM = 1400 КБ/с при 730 мкА
• Макс. пропускная способность Flash-памяти = 12 КБ/с при 2200 мкА

Вывод. Макс. пропускная способность FRAM в 100 раз больше, а энергопотребление в 3 раза меньше, чем во Flash-памяти

Практически неисчерпаемый ресурс для записи – 10¹⁴ циклов

Встраиваемая FRAM также предлагает долговечность и надежность, недостижимые при нынешних технологиях памяти. FRAM предлагает практически бесконечной ресурс в 10¹⁴ циклов.

Эта повышенная долговечность идеальна для регистрации данных, систем цифровой защиты авторских прав, работающей от аккумуляторов SRAM и других областей применения.

FRAM предлагает практически бесконечный ресурс для записи, равный 10¹⁴ циклам, и это в 10 000 000 000 раз лучше, чем у Flash-памяти!

• Тестовый пример
  • Частота ЦП 8 МГц
  • Пропускная способность обоих типов памяти ограничена 12 Кб/с (обычное применение)
• FRAM выдержит 6,6x10^10 секунд
• Flash-память выдержит 6,6 минут

Вывод. В сравнении с Flash-памятью повышенный ресурс FRAM для записи обеспечивает в 10 000 000 000 раз более долгий срок службы памяти

Безопасная и устойчивая к воздействию излучений

По сравнению с существующими технологиями Flash-памяти и EEPROM технология FRAM обеспечивает повышенную безопасность и надежность. Поскольку FRAM основана на кристаллах, а не на зарядах, ее SAR, обусловленная естественным излучением, ниже порога чувствительности измерительных приборов, что позволяет считать ее нечувствительной к излучению.

Кроме того сверхнизкое энергопотребление и высокая скорость чтения и записи данных делает FRAM практически невидимой для неавторизованного вмешательства или хищения данных.

FRAM позволяет реализовать высококачественные решения.

• Параметрический поиск по микроконтроллерам MSP430FR57xx

Источник: www.ti.com