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1、Ramtron推出首款2兆位串行F-RAM存储器FM25H20类别：新品推荐 发布时间：2008-4-17阅读：879Ramtron推出首款2兆位串行F-RAM存储器，采用8脚TDFN (5.0 x 6.0 mm) 封装。FM25H20 采用先进的130纳米CMOS工艺生产，是高密度的非易失性F-RAM存储器，以低功耗操作，并备有高速串行外设接口(SPI)。该3V、2Mb串行F-RAM器件以最大的总线速度写入，具有几乎无限的耐用性，通过微型封装提供更大的数据采集能力，使系统设计人员能够在计量和打印机等高级应用中减少成本和板卡空间。 FM25H20是串行闪存的理想替代产品，用于要求低功耗和最小板
2、卡空间的精密电子系统中，包括便携式医疗设备如助听器等，它们实际上是微型数据处理器，但受到空间有限及功耗低的限制。与闪存相比，F-RAM的优势包括大幅降低工作电流、写入速度更快、写入耐用性更比闪存高出多个数量级。 Ramtron 战略市场拓展经理 Duncan Bennett 解释道：“对于那些需要在其新一代应用中提高数据采集能力，却不增加板卡空间的计量和打印机客户而言，这款 2Mb 串行 F-RAM 是自然的产品延伸。FM25H20 以相同的小占位面积，为半兆位串行 F-RAM 客户提供高达四倍的存储能力。除提升现有系统外，这种技术发展还推动 F-RAM 进入多个需要低功耗存储器而空间严重受限
3、的新兴市场，如便携式医疗设备。” FM25H20是256K x 8位非易失性存储器，以高达40MHz的总线速度进行读写操作，具有几乎无限的耐用性、10年的数据保存能力，以及低工作电流。该器件设有工业标准SPI接口，优化了F-RAM的高速写入能力。FM25H20还备有软件和硬件写保护功能，能避免意外的写入与数据损坏。 该2Mb串行F-RAM以低功耗工作，在40MHz下读/写操作的耗电低于10mA，待机状态下耗电为80A (典型值)，超低电流睡眠模式下耗电为3A (典型值)。FM25H20与同等串行闪存器件接脚兼容，并且具备快速存取、高耐用性和低工作电流等特性，比较闪存更为优胜。该器件在整个工业温
4、度范围内 (-40 至+85) 于2.7至3.6V电压下工作。 FM25H20以德州仪器|仪表公认的130纳米CMOS制造工艺为基础。在标准CMOS 130 nm逻辑工艺内嵌入非易失性F-RAM模块，仅使用了两个额外的掩模步骤。 供货 FM25H20现提供样品，并采用符合RoHs要求的8脚TDFN封装，与8脚SOIC封装器件占位面积兼容。铁电存储器的原理及应用摘要：本文主要介绍了铁电存储器FM20L08的原理及应用。该存储器不仅克服了EEPROM和Flash存储器写入时间长、擦写次数少等缺点，而且增加了电压监控器和软件控制的写保护功能，1MB的存储容量足以替代静态随机存储器。介绍FM20L08
5、的引脚功能和工作原理，并在此基础上给出基于FM20L08的高速数据存储系统的设计方案及与单片机的接口电路。关键词：铁电存储器；FM20L08；高速数据记录；应用 1 引言 在一些需要下位机单独工作的场合(如汽车行驶记录仪、高速存储测试设备等)，其数据的高速存储和掉电不丢失尤为重要。Ramtron公司推出的FM20L08型非易失性铁电存储器除具有其他铁电存储器的一般特点外，弥补了已有铁电存储器存储量小的缺点，其数据存储量达l MB，可完全替代标准异步静态随机存储器(SRAM)。2 FM20L08的特点和引脚功能FM20L08型非易失性铁电存储器的存储容量为128 Kx8位，可无限次擦写，掉电后数
6、据可保存10年，工作电压为3 V，最大功耗电流为22 mA，采用32引脚TSOP型封装。图1示出FM20L08的引脚排列，表l示出FM20L08的主要引脚功能。 FM20L08内存分为8个页面，每个页面可分为16 Kx8 bit，由地址总线的低3位选择不同的页面。新增加的页面操作模式的操作速率为33 MHz。FM20L08增加了软件控制写保护功能，存储序列按地址排成8个区域，每个区域都能通过软件单独设置写保护，不需要其他硬件或改变引脚排列。 FM20L08新增内部电压监控器驱动LVL(Low Voltage Lockout)信号，用于监控电源的供电情况。当电源电压下降到临界值以下时，LVL输出
7、低电压信号，显示电路处于写保护状态。LVL信号处于低电平时，存储器可以自动阻止无意读写和防止存储页面数据的破坏。3 FM20L08工作原理3.1 页面操作模式 FM20L08给用户提供快速访问任意页面的操作，而且对页面的访问不需要CE信号有效。对于页面模式读操作，只要数据位连在总线上，通过地址总线低3位选择不同页面，便可读取存储器上的数据。对于页面模式写操作，需要第1个写脉冲定义第一次写操作。当CE为低电平时，写脉冲连同1个新的地址进行页面模式写操作。图2示出页面模式读操作时序。图3示出页面模式写操作时序。3.2 电压监控器 FM20L08内部的电压监控器不断检测电源电压，当VDD低于临界指示
8、电压VTP时，LVL输出低电平信号，存储器处于受保护状态，阻止电源电压太低和无意干扰信号访问存储器。这并不代表LVL信号可以用于系统复位，因为系统主机可能在低于电路特殊电压时进行写操作。LVL引脚用于存储器是否闭锁的状态指示。电源电压超过门限电压VTP时要经历延时tPULV后LVL才变高电平，在这个时间段里存储器可以被访问。3,3 软件写保护 存储器128 Kx8位的地址空间有8个区域，每个区域的地址空间为16 Kx8位。每个区域独立进行软件写保护，而且是非易失性的。写保护由8位数据组成，具体分区如表2所示。首先在规定地址置入数据，写保护区域标志位为高电平；其后在另一规定地址置入数据，写保护区
9、域标志位为低电平；再在规定地址写入任意数据并返回普通模式。对区域O、l、4的写保护过程如表3所示。4 FM20L08的应用 在对爆炸过程中的温度、冲击波和压力等参数进行实时采集和记录时，为了更好地了解爆炸过程的情况，必须有高速的数据采集和大量的数据存储作保证。铁电存储器的高速写入和掉电数据不丢失特性完全适合此类情况，但以往的铁电存储器最大容量只有256 KB，单个存储器无法对整个作用过程进行记录，FN20L08正好解决了存储容量小的问题。爆炸前在目标区域放置多个数据采集系统，接通电源，启动单片机内部程序，等待信号出现。起爆后，冲击波传感器和温度传感器将被测信号经调理电路送入单片机，单片机首先判
10、断输入信号值是否大于门限值，只有输入信号值大于门限值才能存储在铁电存储器的存储单元内，并在一定时间后关闭存储器。试验完毕，工作人员可将采集到的数据在PC机上显示。图4示出由单片机控制FM20L08的原理图。5 结束语 本文介绍了FM20L08铁电存储器的原理及应用，给出了测量爆炸过程温度、冲击波信号的应用及单片机控制的硬件电路。该设计可以直接或稍加改动移植到汽车行驶存储测试系统等类似的系统中。用该电路作为测量爆炸参数的设备，具有写入速度快、数据存储容量大、可靠性高等优点。模拟试验证明可以满足测量要求，可以实现现有爆炸试验过程的数据记录，具有较高的经济效益。铁电存储器的三个典型应用摘要:铁电存储
11、器(FRAM)以其非挥发性,读写速度块, 擦写次数多,和低功耗等特点被广泛应用各行各业. 文章首先介绍铁电的原理, 之后分别介绍铁电储存器在电表, 税款机, 和电子道路收费系统的典型应用. 关键词: 铁电储存器, 应用 1 铁电储存器的原理 上图是铁电的原子结构图. 当一个电场施加到铁电晶体时, 中心原子会顺着电场的方向在晶体里移动. 当原子移动通过一个能量壁垒时, 会引起电荷击穿. 内部电路感应到电荷击穿并设置储存器. 移去电场后, 中心原子保持不动, 储存器的状态也得以保存.铁电储存器不需要定时更新, 调电后数据却能够继续保存, 速度快而且不容易写坏. 铁电储存器就是根据该原理设计而成.2
12、 铁电储存器的典型应用2.1 铁电存储器在电表存储中的应用2.1.1 概述 在电子技术日新月异、新型多功能电能表层出不穷的今天，电能表中存储器的选择也是多种多样，存储器的好坏直接关系到电能表的正常使用和测量精度。目前应用最多的方案仍是SRAM加后备电池、EEPROM、NVRAM这三种。但这三种方案均存在着缺陷。其中SRAM加后备电池的方法增加了硬件设计的复杂性，同时由于加了电池又降低了系统的可靠性；而EEPROM的可擦写次数较少(约100万次)，且写操作时间较长(约10 ms)；而NVRAM的价格问题又限制了它的普及应用。因此，工程人员在设计电能表的存储模块时，往往要花很大的精力来完善方案，才
13、能使电表数据准确无误的写入存储器中。由于所有的非易失性记忆体均源自ROM技术。你能想象到,只读记忆体的数据是不可能修改的。所有以它为基础发展起来的非易失性记忆体都很难写入，而且写入速度慢，它们包括EPROM（现在基本已经淘汰）,EEPROM和Flash，它们存在写入数据时需要的时间长，擦写次数低,写数据功耗大等缺点。 鉴于以上情况，越来越多的设计者将目光投向了新型的非易失性铁电存储器(FRAM)。铁电存储器具有以下几个突出的优点： i. 读写速度快。串口FRAM的时钟速度可达20 MHz，并口FRAM的访问速度达70 ns，几乎无须任何的写入等待时间，可认为是实时写入，所以不用担心掉电后数据会
14、丢失； ii. 擦写次数多。一般认为FRAM的擦写次数为100亿次，而最新的铁电存储器的写入次数可达一亿亿次，这几乎可以认为是无限次； iii. 超低功耗。FRAM的静态工作电流小于10A，读写电流小于150A。2.1.2 FM25640与MCU的连接图 上图是一款适用于电表设计的方块图，其MCU还具有一个带有红外功能的串行通信接口SCI，一个高速SPI，8个键盘输入中断，以及内部LCD驱动模块，因而节省了外挂液晶驱动芯片。系统中的电能计量芯片使用ADI公司的三相电能计量芯片ADE7755/8，该芯片精确度高，可以提供有功功率、无功功率、视在功率、电压有效值和电流有效值等多项数据，具有两路脉冲
15、输出，同时也带有SPI串口。由于SPI接口可支持多个器件挂在同一个总线上，并可通过片选信号区分每一个器件，因此，将FM25640和ADE7755/8都通过SPI接口与单片机相连，并将MCU的两个IO口分别与FM25640和ADE7755/8的片选端CS相连接，就可以实现片选。 2.1.3 工作过程 本电表系统上电复位后，首先将进行一系列的初始化操作，包括单片机的时钟发生模块的寄存器设置、系统时钟的选择、IO口输入输出的设置、SPI的控制寄存器的初始化、以及开中断允许等。然后再进行ADE7755/8的模式设置。在这些初始化工作完成后，ADE7755/8便开始将检测到的各个电能数据存放在相应的内部
16、寄存器中。单片机通过IO口给ADE7755/8的CS端一个低电平，即可选中ADE7755/8，之后再由ADE7755/8把电能数据通过SPI接口传输到单片机的RAM中。单片机在对数据进行处理后，再通过IO口给FM25640的CS端一个低电平，以选中FM25640，同时调用写数据的子程序， 将数据存储到FM25640中去。之后每隔一分钟，单片机便发出一次更新数据的命令，重复上述操作过程。由于每隔一分钟更新一次数据，这样，一年365天的擦写次数为16024365，即525600次，而FM25640的擦写次数达100亿次，按这样计算，FM25640可以工作的年数为19025年!因此，如果系统要求更低
17、的实时性，则完全可以减少更新数据的周期，而FM25640出色的擦写性能完全可以满足该要求。另外, 在要求更高的系统实时性方面, 也不必担心数据传输过程中掉电时数据的丢失，因为FM25640几乎可以认为是实时写入，无须任何等待时间，从而保证了系统具有很高的实时性和可靠性。 2.1.4 结束语 FRAM是一高可靠性的非挥发性储存器,适合于各种电表的应用。在未来的几年，其存储密度也将不断持续提升,成为储存主流之一，逐渐替换现有的储存记忆体，提供了其它存储记忆体无法解决的方案优势。 2.2 铁电存储器在税控机中的应用 2.2.1 概述 许多使用电子电气设备的场合都需要采集现场数据(如电表、水表、煤气灌
18、装车间、加油站、税控机及一些破坏性实验装置等)。特别是税控机系统的实时数据保存方式、存取速度、使用寿命及防篡改是需要电子开发人员仔细衡量的问题。税控机就是在原有电子收款机上加上税控功能，所以税控功能和资讯储存是整个系统的关键所在。当前其资讯储存的非易失性数据存储方案有静态存储器SRAM加电池的组合、FLASH闪存芯片、EEPROM和铁电存储器FRAM (Ferroelectric Random Accessmemory)等。SRAM加电池的组合容易因电池掉电被数据篡改，而FLASH闪存芯片和EEPROM则有寿命问题，故具有读写速度快、无限次擦写及低功耗的特点的FRAM则成为开发人员的最佳存储器
19、选则。 2.2.2 系统结构 下图所示是一典型的税控机方块图，数据采集系统利用铁电存储器方便的随采随存特点，来对每次的数据进行处理。 2.2.3 工作过程 图中的MCU为单片机主控制器，用于控制与作业装置的通信和数据采集、保存、显示，以及键盘扫描等；FRAM是铁电存储器，可保存采集到的数据和采集数据的时间及读写FRAM的地址；身份识别是ID卡读卡模块，每台税控机需要用两张卡，分别是税控卡和用户卡，税控卡在出厂时已经在税控机内，用户持有用户卡，系统会提示用户在适当的时候插入税控机使用以读取操作员的工作号码,以便于责任管理；数据采集通道用的是工业上最常见的RS232总线它有两个功能，即与作业设备的
20、通信和单片机程序的下载；液晶模块可实时显示工作状态信息；键盘可方便工作人员设置系统参数并向作业装置发送命令；Printer可以列印发票以及报表。 2.2.4 结束语 铁电存储器因其读写次数几乎可以接近无限次，而且具有速度快、功耗低和操作方便等优点，日益受到电子工程师的关注，在数据采集系统中用FRAM实时保存数据的方法可使税控机的数据更可靠，软件编程更容易用性。 2.3 铁电存储器在电子道路收费中的应用 2.3.1 概述 电子道路收费系统（Electronic Toll Collection，缩写ETC；或Electronic Road Pricing System，缩写ERPS）是一种自动收费
21、方式，通常被使用于高速公路或收费的桥梁或隧道，也被使用于实施市中心道路收费，以减轻交通挤塞的地区。 现行电子道路收费系统是使用于行进中的车辆，所以一般都采用RFID的无线传送方式作为资料收发，由于现行RFID的读写距离非对称,所以典型的电子道路收费系统均采用有源标应答器在系统应用中作为资料读写，这使得系统成本增加且需更换电池。RAMTRON的FRAM产品具有低功耗、快速写入的能力，在非接触式记忆体应用领域中具有相等读写距离的特性可提供比较好的解决方案。应用在电子道路收费系统中，可以在等功耗的环境下，达到15米以上的读写距离，因而改变系统架构由有源标应答器变为无源应答器，这不但能节省系统成本同时
22、还能提高产品可靠性。当系统性能得到提升，则系统可以选择收集更多的资料类型、或以更高频率收集资料。此时铁电(FRAM)记忆体的优点会转变为直接而明显的系统优点，例如快速的写入周期能让系统在更短的时间内收集到更多的资料。 2.3.2 系统架构 以下是典型电子道路收费系统架构 2.3.3 工作过程 PC 数据库为后台管理资料库，用于车辆管理及收费记录控管，可保存采集到的数据以及采集数据的时间；应答器(标签)置于车辆前挡风玻璃作为车辆识别,以及储值卡内含FRAM铁电存储器；读卡器用于发射功耗强度固定,得到RF讯号后以读写应答器；天线安装于车道上方作为数据采集的收发天线。 2.3.4 结束语 铁电存贮器
23、（FRAM）的等距离读写特性 快速擦写和非易失性等特点带来无线应答器的技术革命，令系统工程师可以缩小现有大体积的有源应答器成为无源的小型应答器，简单地扩展了应用范围，节省了功耗, 成本, 空间，同时增加了整个系统的可靠性。在接下来几年，会有越来越多的电子道路收费系统采用FRAM应答器，因为FRAM技术提供了其它RFID记忆体无法解决或满足的方案优势。铁电存储器在仪表中的应用摘要：FRAM 是一种新型存贮器，最大特点是可以随总线速度无限次的擦写，而且功耗低。FRAM性能优越于EEPROM AT24C256。 关键词：存贮器；FM24C256；AT24C256；EEPROM 一概述： FRAM是最
24、近几年由RAMTRON公司研制的新型存贮器，它的核心技术是铁电晶体材料，拥有随即存取记忆体和非易失性存贮产品的特性。FM24C256是一种铁电存贮器（FRAM）,容量为256KBIT存贮器，它和AT24C256容量等同，总线结构兼容，但FM24C256的性能指标远大于AT24C256。在存贮器领域中，FM24C256应用逐渐被推广和认可，尤其是大容量存贮器，它的优良特性远高于同等容量的EEPROM。在电子式电能表行业中，数据安全保存是最重要的。随着电子表功能的发展，保存的数据量越来越大，这就需要大容量的存储器，而大容量的EEPROM性能指标不是很高，尤其是擦写次数和速度影响电能表自身的质量。F
25、M24C256在电能表中的使用，会提高电能表的数据安全存贮特性。 二铁电存贮器（FRAM）FM24C256的特性： 传统半导体记忆体有两大体系：易失性记忆体（volatile memory）和非易失性记忆体（non-volatile memory）。易失性记忆体像SRAM和DRAM在没有电源的情况下都不能保存数据。但这种存贮器拥有高性能、易用等优点。非易失性记忆体像EPROM，EEPROM和FLASH 能在断电后仍保存数据。但由于所有这些记忆体均起源自ROM技术，所以不难想象得到他们都有不易写入的缺点：写入缓慢、读写次数低、写入时工耗大等。 FM24C256是一个256Kbit 的FRAM，总
26、线频率最高可达1MHz，10亿次以上的读写次数，工耗低。与典型的EEPROM AT24C256相比较，FM24C256可跟随总线速度写入，无须等待时间，而AT24C256必须等待几毫秒（ms）才能进行下一步写操作。FM24C256可读写10亿次以上，几乎无限次读写。而AT24C256只有10万之一百万次读写。另外，AT24C256读写能量高出FM24C256有2，500倍。从比较中看出，FM24C256包含了RAM技术优点，同时拥有ROM技术的非易失性特点。 三FM24C256的应用： 在仪表设计中，数据的安全存贮非常重要。如电子式电能表，它在运行期间时刻都在记录数据，如果功能设计比较多，那么
27、保存的数据量大，擦写次数比较多。这要求有一个高性能的存贮器才能满足要求。现在的仪表设计，寿命要求长，数据保存安全期长。目前，FM24C256是非常适合仪表设计要求的存贮器。它的性能指标完全达到设计要求，解决了仪表中的设计忧虑。更重要的是，它的存贮时间短，能够在极短的时间内保存大量数据，解决了仪表在突然断电时数据及时、安全的存贮。RAMTRON公司研制的FM24C256，为了普及使用，存贮指令和AT24C256兼容，只是在读写指令和应答是不需要延时，提高了擦写速率。封装体积、功能管角和AT24C256一样，使设计者容易接受和运用。小结： FM24C256 是一种高性能的存贮器，性能指标远远大于E
28、EPROM。在电子式电能表应用中，数据擦写次数比较频繁，而且在掉电存贮时数据量大、时间短，怎样安全可靠快速的保存数据一个关键的技术。所以，FM24C256的优良特性非常适合仪表中使用，如电能表、水表、煤气表、暖气表、计程车表、医疗仪表等应用广泛。它的封装形式有SOIC和DIP。铁电存储器FM3808在TMS320VC5402的应用摘要：FM3808是Ramtrom公司生产的新型超低功耗非易失铁电存储器，该器件可支持对存储区的高速读写，并可进行近乎无限次的写入。FM3808内部除具有256kB的存储阵列外还集成了实时时钟和系统监控模块，因而功能十分强大。文中介绍了FM3808的性能特点、内部结构
29、和工作原理，分析了TMS320VC5402 DSP的并行引导装载模式。给出了DSP与FM3808组成的并行引导接口方案。关键词：铁电存储器 数字信号处理器 并行引导装载模式 FM38081 引言铁电存储器（FRAM）是Ramtron公司近年推出的一款掉电非易失性存储器，它的核心技术是铁电晶体材料。这一特殊材料的运用使铁电存储器可以同时拥有随机存储记忆体（RAM）和非易失存储器的综合特性。与EEPROM相比，FRAM可以总线速度写入数据，且在写入之后不需要任何延时等待。面EEPROM的慢速和大电流写入使其需要用高出FRAM2500倍的能量去写入每个字节。同时，FRAM有近乎无限次的写入寿命，而且
30、价格比相同容量的不挥发锂电SRAM低很多，因此，FRAM特别适合那些对数据采集、写入时间要求很高的场合。自FRAM问世以来，已凭借其各种优点被广泛应用于测量和医疗仪表、航空航天、门禁系统和汽车黑匣子等系统之中。2 主要特性有内部结构FM3808是一款存储容量为32k8bits的新型FRAM（减16字节），它具有高速读写、超低功耗和无限次读写等特性。其主要特点如下：*采用327528位存储结构；*读写次数高达10 11次，具有10年的数据保存能力；*最快并行读取速度为70ns，写入无延时；*具有实时时钟和日历功能，时钟寄存器在地址空间的最上16字节处；*外部供给后备电源，提供32.768kHz的
31、时间记录晶振；*具有可编程的实时、日历时钟和报警时间；*可编程的看门狗定时器；*可编程的电源监控模块。FM3808芯片上集成了了三种不同的功能：32k8B的存储单元、实时时钟、日历功能、系统监控功能。其结构框图如图1所示。3 FM3808功能说明31 FM3808实时时钟操作实时时钟（RTC）由晶体振荡器、时钟分频器和一个系统寄存器组成。晶体振荡只有在控制寄存器器（7FF8h）的第7位设置为0时才能开始工作，时钟分频器将32.768kHz的信号分频成1kHz，并以秒为单位来计数，可以用标志寄存器（7FF0h）并通过设置R和W来对各实时钟寄存器进行读和写。实时时钟需要提供电源才能工作，当供电电压
32、VDD下降到低于补给电压VBAK时，实时时钟电源由VBAK供给。对于FM3808来说，用户可以选择用电流做电源，也可以选择用电容来完成供电。使用1000F的电容时，其供电时间可达30分钟，若使用0.4F的电容，则供电时间可长达240小时。当标志寄存器的第2位（CAL）设置成1时，实时时钟进入校准模式。在校准栻上，INT引脚将输出512Hz的方波，用户可以通过测量INT脚偏离512Hz的误差来进行时钟校准，校准误差由用户写入到7FF8h单元。在进行完时钟校准以后，在校准温度下每月的最大误差为4.34ppm分，通过置CAL位为0可退出时钟校准模式。32 FM3808监控操作系统监控主要包括：报警功
33、能、看门狗定时器、电源监控器和系统中断。报警功能是把应用编程写入的时间值和系统相应的值进行对比，如果匹配，就通过INT产生中断并设置相应的标志位AF为1。报警功能提供有四种匹配值，分别为秒、分、时、日，通过设置相应的位为0可选择对比位。看门狗定时器由可装载计数器和自由运行的计数器组成，看门狗定时器的工作频率为32Hz，此时晶振OSCEN必须设置为0。定时器溢出值存放在7FF7h。系统上电时会自动将溢出值加载到装载寄存器，此时自由运行计数器开始计时。当计数器的值与装载值之前，可以通过设置WDS位为1来重新装载溢出值，而此时不会有中断产生。电源监控功能是将VDD与三个门电压相比比较。这三个门电压分
34、别为中断门电压VINT、存储器停止门电压VLO、外部供给电压VBAK。当VDD达到不同的电压门限时，FM3808内相应的功能将停止工作。FM3808共可产生四个外部中断：看门狗中断、报警时钟中断、电源低电压中断和供给电源中断。33 FM3808存储器操作FM3808逻辑上可以分成327688位存储结构，最上面的16字节分给了实地时钟的寄存器。FM3808通过并行口与外部微处理器进行接口，其操作与SRAM十分类似。FM3808半存储单元分成32个块，每块由256行和4列即1k8的结构组成。其中A0A7为行选择线，A8A9为列选择线，A10A14为块选择线。FM3808芯片的CE不能接地，这与普通
35、SRAM不同。FM3808的读取过程是这样的：在CE的下降沿，地址信号被锁存，并启动一个读周期，此后即使CE发生变化也不会影响这个周期的完成。由于FM3808需要在CE的下降沿才能锁存地址信号，所以不能被CE接地，有效读时序如图2所示。在读时间数据之前，需把7FF0.0设置为“1”，读出时间数据后，应将7FF0.0设置为“0”。在读数据时，当地址信号锁存后，在OE允许的情况下，DQ0DQ7输出数据。FM3808共有两种写工作模式，一种是由WE来控制，另一种是由CE控制。由WE控制的写时序如图3所示。虽然FM3808要求在CE下降之间，地址信号要存在5ns的时间，但实际应用证明，同时输出CE与地
36、址信号的接法也是可以的。由于FRAM的读写过程会对内部存储单元造成改变，因此在一次读或写后，要很快对原有的数据进行“修补”。“修补”的过程在CE为高电平时进行，所以在一次读写的操作中，CE为低的时间不能太长，否则FM3808将来不及“修补”原有数据而造成数据丢失。FM3808规定CE为低的时间不超过10s。4 与TMS320C5402的引导接口TMS320C5402上电后将首先检查MP/MC引脚的状态，若该脚为低电平，说明DSP被设置为微计算机模式，从片内ROM的0FF80h地址开始执行程序。在TMS320C5402的0FF80h地址处，存放着一条跳转至0F800h处执行DSP自引导装载（Bo
37、otloader）程序的指令。当TMS320C5402的Bootloader程序时，它将会按HPI装载模式串行EEPROM装载程序并行装载模式标准串行口装模式I/O口装载模式的顺序循环检测，以决定执行哪种启动模式。对以TMS320C5402为核心的数字信号处理系统来说，并行引导装载模式是最适用的。TMS320C5402的并行引导装载模式是将程序代码从外界存储器所对应的DSP数据导域区中加载到片内DARAM中。TMS320C5402的并行 装载流程如图4所示。采用并行装载模式对程序进行加载国时，要根据并行装载的格式来配置Flash的程序数据存储空间。可先在DSP对应的数据空间FFFEH和FFFF
38、H地址内写入要存放程序的地址，然后根据并行装载的数据流，将标识控制字、各个寄存器的初始化值、装载后的起始运行地址、程序段的大小和装载地址依次写入Flash存储程序的地址中，电子最后写入编写的程序。FM3808与TMS320C5402的并行接口设计如图5所示，由于FM3808的工作电源为5V，因而系统中使用了SN74LVTH6244和SN74LVTH2245来完成接口设计。又由于TMS320C5402数据的寻址范围最大为64k字，而在自己不编写Bootloader程序的情况下，并行引导装载模式最大只能装载32k字的程序或数据。因此，若程序数据大于32k，就需要重新设计。TMS320C5402上电
39、复位装载时，由于Bootloader程序已在初始化时将XF设置为高电平，因而在通过EPM3202总的逻辑后，TMS320C5402可以将FM3808 08000h-0FFFFh单元中的数据读到TMS320C5402对应于000h-3FFFh寻址区的片内DARAM中。而在系统进入并行引导装载模式后，TMS320C5402会从数据寻址为0FFFFh的单元（A15=1，选中Flash）中读取将要载入的程序存储区首地址，然后从程序存储首地址处将标识控制字、各个寄存器的初始化值、装载后的起始运行地址、程序段的大小，装载地址依次装载到片内DRAM中。若程序较大，而系统中还要有其它数据存储器来存放数据，那么
40、就需要让出FM3808所占用的数据空间，此时可在EPM3202逻辑控制中使用XF。并可用主处理程序的第一条语句RSBX XF来置XF引脚为低电平，同时使CE片选无效，从而让出数据空间。若程序较小，而FM3808还需做为数据存储单元，那么可设置XF为高，然后通过CPLD中的逻辑程序来控制数据的写入和读出。CPLD的内部逻辑如图6所示。5 设计中应注意的问题（1）该设计方案在TMS320C5402执行Bootloader程序时所能寻址的并行接口FRAM的最大空间为32k字节，如果脱机独立运行系统的程序超过了32k字节，则只能采用另外的替代方法。（2）FM3808中的程序数据流要严格按照并行装载的数
41、据流来编写，以确保并行装载的成功。对FM3808数据的写入和读出应通过设置SN74LVTH2245的OE和DIR来共同完成，本系统就是通过CPLD来进行逻辑控制的，实际上也可用VHDL语言来编写逻辑。（3）在设计过程中，可以利用FM3808中的看门狗电路来对系统运行进行监控。系统必须使用FM3808的低电压检测功能，在检测到掉电后，CPU应立即把CS端的电平置“1”，以防止在上电或掉电时FM3808中的数据发生改变。6 结语FM3808是拥有高速读写，超低功耗和无限次写入等特性的高性能并口存储器，它内部集成了实时时钟和系统监控功能，具有很强的实用性。通过FM3808与TMS320C540组成的硬件系统，可完成证实系统的稳定性和FM3808的性能优势。FRAM以其快速写入、抗干扰、低功耗等优点，必须成为一种颇具竞争力的存储器。
