铁电存储器FM1808

铁电存储器是Ramtron公司近年来推出的一款掉电不挥发存储器，它结合了高性能和低功耗的操作，能在没有电源的情况下保存数据。FRAM克服了EEPROM和Flash写入时间长、擦写次数少的缺点。其价格又比相同容量的不挥发锂电SRAM低很多。已在工控仪表、办公复印机、高档服务器等系统中应用，具有广阔的应用前景。

本文介绍一种并行接口铁电存储器fm1808的特点。同时根据某军用装备中数字信号处理系统对该存储器的应用实例，给出了一种双CPU模拟读写时序控制铁电的设计方案。实现了软件根据数据处理速度需要控制铁电存储的系统设计。

1.FM1808 铁电存储器

FM1808 是Ramtron 公司近年推出的一款低电压、容量为32K×8bits FRAM，其主要特点如下：并行接口；提供SOIC 和DIP 两种封装；功耗低，静态电流小于15μA，读写电流小于10mA；非易失性，掉电后数据能保存10 年；100亿次以上的读写次数。其内部结构如图1 所示。

2. 引脚说明

附表为FM1808各个引脚的功能。

(1) 片选使能端（），低电平有效，用于对器件的选择控制。与众不同的是，端在下降沿对地址数据进行锁存，同时选通器件。如果地址数据在端呈稳定状态时改变，将会被忽略，不会记录在铁存中。

(2) 写使能端（），低电平有效，在地址数据被锁存后，将数据总线上的数据写入铁存。读操作时必须保持高电平。

(3) 读使能端（），控制把数据放到I/O总线上。写操作时必须保持高电平。

(4)地址端口（A0~A14），15根地址线用以选择铁存中32768个字节单元中的任一个。

(5) 数据端口（D0~D7），8根数据线，双向用于记录数据进出铁存。

3.读/写操作

FM1808的读操作开始于的下降沿，在这个时刻，地址被锁存同一个内存周期被初始化。一旦开始，一个完整的内存周期将在内部完成，即使被置为无效。在访问时间满足后数据在总线上可用。

FM1808支持和控制的写周期，在所有情况下，地址在的下降沿被锁存。在控制的写操作中，信号在开始内存周期前被设置，就是说，在下降时为低电平，在这种情况下，器件开始一个写操作周期，不管处于何种状态，FM1808都不会驱动数据总线。在控制的写周期中，内存周期在的下降沿开始，信号在 产生下降沿后才下降，这样，内存周期作为读开始，数据总线是否被驱动取决于的状态。

4.注意事项

使用FM1808进行电路设计时必须注意以下两点：

1.并口FRAM在芯片使能端的下降沿锁存每个地址，这样就允许在每一次内存存取周期开始之后改变地址总线，每次存取都需要在下降沿锁存地址，故使用时不能将引脚直接接地。每次存取都必须确保产生一次由高向低的跃变，图2示出了FM1808的信号时序关系，它与SRAM信号时序不同，需要注意两者端操作的不同之处。

(2)FRAM对工作电源的波动范围要求比较严格。当Vcc端电压突然下降，在没有掉到0.7V之前又恢复正常，这种现象称之为FRAM的不完全掉电。FRAM在不完全掉电情况下，很容易产生数据出错的现象。为此在电路上增加掉电检测电路，在掉电检测电路发现电源异常时，掉电检测电路会输出一个高电平，使一个连接在电源端的三极管9013导通，FRAM的Vcc端的电压被三极管对地放电，很快就会跌到0V，因为这个时间很短，避免了FRAM出现不完全掉电现象，从而保证了芯片不会出现死锁的现象，可以解决不完全掉电造成数据丢失的问题。

5.在数据信号处理中的应用

图3是一种采用铁电存储器为数字信号记录介质的某兵器信号处理系统的应用原理框图。

在该系统中，由无接触式磁敏传感器工作组对某兵器标定状态下的射击参数值进行采集并数字化后，输出两组数据，其中一组数据作为地址记录该兵器的方位角角度值，另一组将作为数据记录高低角度值。由单片机对数据进行抗干扰处理后将数据信号送铁电存储器进行记录。当兵器处于作战状态时，铁电存储器呈读出状态。此时，系统将仍根据传感器采集的地址从存储器中读出在标定状态下记录的射角数据值。单片机会将读出的数据与传感器适时采集的两组数据送逻辑系统进行分析处理。至于何时需要分析结果，则由单片机根据外部控制命令接口传来的用户指令决定。

铁电存储器的读写控制方面，由于该系统的地址信号与数据信号来源于不同的传感器组，需要进行数据同步处理，才能准确送到存储器进行记录。为防止数据处理过程中因不同步而造成的数据信号丢失，一改铁存的硬件连接控制方法，采用双CPU软件模拟读写时序的控制方法（如图4所示），单片机之间通过握手信号协调时序关系，将接收到的数字信号进行平滑、滤波、判误等抗干扰处理后，将地址、数据分时准确送至存储器进行记录。单片机写操作流程图见图4。

6.结论

铁电存储器是数据信号处理系统中的记忆部分，对它的希望就是读写速度快、容量大以及操作方便。通过对Ramtron 公司新一代铁电存储器FM1808进行的研究表明：FM1808器件与系统的接口十分简单、操作灵活方便、数据存储可靠性高、使用寿命长，且该产品已经有6大系列、20多个品种，存储容量从4Kb到256Kb不等。除具备上述优异的特性外，各型号还有自身的许多优点，在存储领域具有广阔的应用前景。