本帖最后由 fengye5340 于 2014-1-12 16:26 编辑
【Fujitsu FRAM 介绍】
FRAM即铁电存储器。 FRAM利用铁电晶体的铁电效应实现数据存储。铁电效应是指在铁电晶体上施加一定的电场时，晶体中心原子在电场的作用下运动，并达到一种稳定状态；当电场从晶体移走后，中心原子会保持在原来的位置。这是由于晶体的中间层是一个高能阶，中心原子在没有获得外部能量时不能越过高能阶到达另一稳定位置，因此FRAM保持数据不需要电压，也不需要像DRAM一样周期性刷新。由于铁电效应是铁电晶体所固有的一种偏振极化特性，与电磁作用无关，所以FRAM存储器的内容不会受到外界条件（诸如磁场因素）的影响，能够同普通ROM存储器一样使用，具有非易失性的存储特性。FRAM的特点是速度快，能够像RAM一样操作，读写功耗极低，不存在如E2PROM的最大写入次数的问题；但受铁电晶体特性制约，FRAM仍有最大访问（读）次数的限制。FRAM存储单元结构：FRAM的存储单元主要由电容和场效应管构成，但这个电容不是一般的电容，在它的两个电极板中间沉淀了一层晶态的铁电晶体薄膜。前期的FRAM的每个存储单元使用2个场效应管和2个电容，称为“双管双容”（2T2C），每个存储单元包括数据位和各自的参考位。 FRAM具有两种特性：非易失性，即使关闭电源也能保存数据；随机存取，可以快速写入数据。即使发生突然电源故障和停电时，FRAM也可以安全存储正在写入的数据，所以可以在断电前保证立刻保护芯片信息和存储数据。凭借该能力，自从1999年量产后，富士通半导体的FRAM产品一直广泛应用于工业自动化设备、测量设备、银行终端以及医疗设备等。对于包括智能电表和其它测量设备、工业机械以及医疗设备（如助听器），所有的这些设备都需要带串口的1-2 Mbit非易失存储器－现在可以使用富士通半导体的新型FRAM产品取代传统的EEPROM。在快速写入方面的改善可以使性能更高，同时可使由于电压突然下降或者停电引起的数据丢失风险降至最低。针对写入时所消耗的电量，新产品比EEPROM少消耗92%的电量，可以延长电池寿命。
正因为FRAM的这些优点，在某些重要场合中，用来代替EEPROM存储数据更合适。特别是对于工业仪器仪表，医疗电子领域更为重要。
【MB85RC16测试】
非常感谢EEWORLD论坛和武汉力源信息科技，让我有机会对富士通的FRAM产品进行了一次充分的评估，评估结果非常理想，后期打算在二个项目中进行应用，让消费者或者客户进行体验后，得到一个更深度的反馈！本次申请的样品型号是：MB85RC16，它是一款采用I2C接口的FRAM，容量16k位，型号上可以兼容24C16产品。它的更详细信息如下：
一、通过上面的介绍，可以看出，这个RC16的基本信息了：
1、容量：2K*8=16Kbit
2、工作电压：2.7-3.6V(在应用中，采用了430和STM32平台测试)
说明：在仪器仪表领域，采用51和STC的产品占用一定市场，不知道为何不推出5V电压的产品，因为只申请了2个样品，所以没有敢用5V测试。
3、最大频率：1MHZ，（在测试中，采用STM32的硬件IIC,速度400k,非常稳定。）
4、数据保存周期：10年
5、最大写入次数：10的10次方，达到亿次级别了。
6、封装：8SOIC，兼容现有24CXX。
二、结构图和引脚参数如下：
由于和24C16系列兼容，在测试中，将1-4PIN接地，7脚也接地处理，接电源时就是保护了。下面是我收到的样品图：
找到了一个耗材计数器（这个后面详细介绍），上面芯片是24C04
，如图：
电路原理图是这样子：
把原来的AT24C04拆下来，换上这个MB85RC16,并将P1-P4四个和打印机连接的触点引线出来，这样就可以和MCU平台进行对接了。焊接好FRAM的图片如下：
再来一张
原来的EEPROM用溶胶固定了，所以拆的时候用风枪才能拆下来，把板子也烧黑了一部分。用这个平台和MSP430以及STM32平台进行了测试，中间，把这个小模块接到一个测试仪器中测试了几天，这几天中，仪器保存数据正常，没有出现数据读取和写入错误提示。因为测试的地方比较多，也没有时间去一一列举了，这里上个简单的测试界面。因为手中的STM32应用板子还没做好，就用现成的STM32F4DISCOVERY进行了测试，发一个测试图和演示界面图：
这个测试就是将字符“FujitsuFRAM”从首地址：0x00写入，然后再读取出来，读取的时候，设置地址0x00-0x9F，可以看到，它和EEPROM是不同的，EEPROM空的时候，全是0xFF,而FRAM空的时候，全是0x00。我用自制的IIC读写器，读取了内容：
其中0x80起始的字节是另外一次写入的字符。
【Fujitsu FRAM 项目应用】
一、耗材计数器
耗材计数器是保存耗材打印页数的EERPOM或其它存储器，它和打印机通信，每次打印一页，打印机会将固定存储的数字减1，让后将内容存储到计数器中，知道打印到固定页数，比如500,2000,当打印机上电读取到计数器存储的数字为0（原理上是这样，不同的计数器地址和内容不尽相同，由打印机主MCU存储的内容决定），会提示用户更换耗材，不在让打印机打印，它起到保护打印机的作用。目前部分型号耗材计数器采用的是24C04，在特定环境下，容易出现数据错误，导致打印机提示故障，给终端客户和厂家带来不便，通过采用FRAM，将会改善这一问题。下面发一张产品应用图：
提升卡
变色卡
千斤顶
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