64KB的串行存储器 特性 1 3 低功耗操作 64K位的非易失性铁电随机存储器 组织结构为8192*8位 读写寿命为100亿次 掉电数据保存10年 写数据无延时 2 工作电压为5V 工作电流为150uA 待机电流10uA 4 工业标准 快速两线串行协议 工业温度-40 到+80 8脚---DIP和SOIC 总线速度可以达到1MHZ 硬件上可以直接替换EEPROM 描述 引脚定义 FM24C64是用先进的铁电技术制 造的64K位的非易失性的记忆体 铁电 随机存储器 FRAM 是一种具有非 易失性 并且可以象RAM一样快速读 写 数据在掉电可以保存10年 且比 EEPROM或其他非易失性存储器可靠 性更高 系统更简单 不象EEPROM FM24C64以总线 速度进行写操作 无延时 数据送到 FM24C64 直接写到具体的单元地址 下一个操作可以立即执行 FM24C64 可以承受超过100亿次的读写或者是比 EEPROM高一万倍的写操作 FM24C64的写能力使得它在需要 对非易失性记忆体快速读写的状况下 非常理想 举例说数据采集系统中对 写入数据的频率要求高 即速度要求 非常快 使用EEPROM可能丢失数据 这种优势合并使得系统可以更可靠的 实时采集数据 FM24C64为使用串行EEPROM的 用户提供了便利 它在硬件上可以直 接替换EEPROM 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 引脚定义 名称 I/O 描述 A1-A2 输入 地址1-2: FM24C04物理地址. 在两线协议中从地址的装置值应与这两脚 的信号一样 I/O 串行数据/地址: 在两线协议中 这是一个双向数据线 用来送串行数据 和地址 它为开漏输出 在两线总线上可和其它装置线或 需要加上拉 电阻 SDA SCL WP NC VDD 输入 串行时钟: 两线接口串行时钟输入 SCL的上升沿输入 需要加上拉电阻 输入 写保护: 当WP为高电平时, 写保护地址从100H到1FFH FM24C04将不会应 答写入被保护的地址的数据 WP拉低 这些特性不起作用 WP脚位不应 悬空 空脚 电源 数据在SCL的下降沿输出 空脚 电源电压: 5V 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 数据在 总体概述 FM24C64是一种串行非易失性记 忆体 它的逻辑结构为8192*8位 接口方式为工业标准的两线接 口 与串行EEPROM的功能操作 相似 不同之处在于 铁电存储 器比EEPROM写的速度快的多 无延时 记忆体架构 FM24C64内部地址可分为8192个 字单元 每个字单元为8位 数据 被串行移动 它使用两线协议 包括一个从地址 区别其他存储 器或器件 一个页地址和一个字 地址每256个地址 被指定为一个 8位的字地址 每256个地址为一 页 FM24C64为32页页地址 选 择页位为5位 完全地址为13位 每个字节地址都是唯一的 FM24C64大多数的功能是由两线 协议或根据板上电路来操作 记 忆体以两线总线速度来执行读/写 操 作 FM24C64不 像EEPROM 它不必等写周期出现就可以把自 身置在一个等待状态 一个新的 数据交换周期来到时 另外一个 操作已经完成 与 EEPROM 相 比较 FM24C64的 快 速性与高擦写次数 EEPROM 是 无法比拟的 举个例说 在一个 高噪声环境下 EEPROM受干扰 的可能性大 因为FM24C64完成 得快 而EEPROM写 数据需要几 个毫秒 需要指出的是FM24C64没有类似 内部电源管理电路 上电复位 因此 用户应保证电源电压 VDD 在数据表规定的范围内 防止误操作 两线接口 FM24C64的通讯方式是双向两线协 议 脚位少 占用线路板空间 小 图2描述了FM24C64在微处理 器系统中的典型配置 为了便利 往总线上送数据的部件 叫发送者 接受数据的叫接受者 控制总线的叫主机 主机为所有操 作产生时钟 在总线上被控制的叫 从机 FM24C64永远都是从机 两线协议即是总线上的所有的操作 都是由SDA和SCL两个脚位的状态 来确定的 有四个状态 开始 停 止 数据以及应答 图3描述了四 个状态的时序图 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 停止 当主机把SDA从低电平拉高 同时 SCL信号为高时为停止条件 所有的 操作在此条件下退出 为了宣布停 止 主机必须控制SDA 开始 当主机把SDA从高电平拉低 SCL信 号为高电平为开始条件 所有的读写 操作均由开始条件开始 任何时候的 操作都可由开始条件退出 开始一个 新操作 在操作过程中 电压降低到规定电压 的最低值以下 系统会发出一个开始 条件 数据/地址传送: 所有数据传送 包括地址 都应在SCL 为高电平时 除了以上两种情况 SDA 在SCL为高时不能改变 应答 应答出现在第8位数据位被传输之 后 在传输期间SDA线被允许由接受 者驱动 接受者驱动SDA为低电平 以确认收到一个字节数据 如果接受 者没有把SDA拉低 即无应答 操作 退出 接受者可能因为两个原因不做 应答 1 如果一个字节传送 失败 无应答 结束当前操作 可以对这个部件再次寻址 发 生错误的上一个字节会被允许 覆盖掉 2 接受者有意结束 操作不做应答 举例说 在读 操作中 FM24C64接受者应答 后 就把数据送到总线上 读 操作完成 不需要进行其他操 作 接受者不做应答 如果接 受者做出应答将导致FM24C64 在当主机送新的操作命令时例 如停止命令 试图在下一个时 钟周期驱动总线 物理地址: FM24C64在开始条件后接受的 第一个字节是物理地址 就象 图4列出的 物理地址包括部 件类型 器件选择 被访问的 页面 还有一位是读写控制 位 位7— 4是部件类型 FM24C64 为1010B 部件类型用以区分 挂在两线接口上各种功能部 件 位3-1为页选择 位0为读写控 制位 低电平为写操作 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 记忆体操作: FM24C64被设计成和其他2线接 口记忆体产品相似的操作方式 最主要的不同是FRAM技术所生 成的写能力 读写操作如下 字地址: 在FM24C64 接受者 应答装置地址 后 主机将把记忆体地址送到总线上 进 行 一个 写 操作 地址需要两个字 节 第一个是高位字节 MSB 因 为记忆体只使用了13位地址 高3位 没有使用 第2个是低八位字节 LSB 保存8位地址 地址被内部锁存 每 一次访问后 FM24C64内部地址锁存 计数器递增 当前的地址是被锁存的 值或是最写入的或是下一个要访问的 地址 只要电源恒定或是没有新的数 据写入 当前的地址不变 读总是使 用当前地址 一个随机读操作可以由 以下阐述的方式 先执行一个写操作 即能开始 每 一 个 字 节传送后 在应 答之 前 FM24C64内部地址锁存计数器递增 这样在没有另外的寻址要求就可以访 问下一个顺序地址 在最后一个地址 1FFFH 到达后 地址计数器的内 容又回到0000H 在一个读写操作中 没有字节数的限制 数据传送: 地址信息被传送后 主机和FM24C64 之间的数据交换开始 进行一个读操 作 FM24C64将把8位数据放到总线 上 然后等待应答 应答出现 开始 下一个传送 应答不出现 读操作退 出 对于写操作 FM24C64接受8位 数据后 给出应答 所有数据首先产 生最高有效位 写操作: 所有写操作开始一个从机地址和 一个字地址 主机通过设置从地 址的最低有效位为0 来表示一个 写操作 寻址后 主机送每个字 节到记忆体 记忆体产生应答 任何数量的顺序字节可被写入 如果地址到最后一个字节 地址 计数器从1FFFH翻转到0000H 不象其他的非易失性技术 FRAM 没有写延时 整个记忆体周期比 单纯总线时钟还短 这样任何操 作 包括读写 能跟随写操作 记忆体写操作出现在第8位数据被 传送以后 在确认送出之前完成 那样如果用户需要退出写操作又 不变更记忆体内容 应该在第8位 数据之前用开始或停止条件 FM24C64不需要页缓冲 记忆体可以用WP脚作写保护 把 WP拉高 VDD 写保护地址从 1800H 到 1FFFH FM24C64 将 不 会应答写入被保护的地址的数 据 另外 地址计数器也不会递 增 WP拉低 这些特性不起作用 WP脚位不应悬空 图5描述的是 单字节和多字节的操作 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 读操作: 有两种基本类型的读操作 当 前地址读和可选地址读 在当 前地址读FM24C64使用内部锁 存器提供低八位地址 在可选 地址读操作 用户执行一个步 骤设置低位地址为指定值 当前地址顺序读 FM24C64使用内部锁存器时低 八位地址进行读操作 当前地 址读使用在地址锁存器中的值 作为读操作开始地址 执行当前读操作 主机提供从 地址把LSB置为1 页选择位用 于指定记忆体的页面 应答后 FM24C64将开始从当前地址移 出 当前地址是从机地址位加 上内部锁存器位合成的地址 由当前地址开始 主机能随意 读写任意的字节数 这样顺序 连读即是当前连读数据 在内 部地址计数器将连续递增 每 次主机确认一个字节 随后 FM24C64就可以读下一个连续 的字节 有四种方式可以正确 的终止读操作 失败地终止读 操作就相当于 1 2 3 4 FM24C64试图在总线上读出另外 的数据 四种可行方式如下 1)主机在第9个时钟周期不应答 在第十个时钟周期停止 2)主机在第9个时钟周期不应答 在第十个时钟周期开始 3)主机在第9个时钟周期停止 可 能导致总线竞争 4)主机在第9个时钟周期开始 可 能导致总线竞争 如果内部地址到1FFFH 下一个周 期翻转到0000H 图7和8为当前地 址读的正确操作 选择 随机 读 一个单纯的技术允许用户选择随 机地址作为读数据的起点 包括 首先使用两个字节的写操作来设 置内部地址字节 执行选择性读操作 主机送出从 地址把LSB置0 这样就指定出一 定写操作 根据写数据协议 然 后主机送字地址 调进内部地址 锁存器 FM24C64应答字节地址 后 主机发出开始命令 这同时 退出写操作以及允许读命令被发 出 从地址LSB置1 操作现在为 当前读地址 这个操作说明在图9 中 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 持久性和数据保存: 数据保存参数在以下的电参数 规格书中 FRAM操作均有读 和机械性存储 所以读写次数 与每一次读写都有关系 FRAM 结构是基于行与列的排布 行 为A10— A3 每次访问,对每一 行 都要减少一次寿命 在不同的 行确保平均的访问记忆体可以 优化记忆体的持久性 使其非 易失性发挥到最大 不管怎样 FRAM读写次数在总线操作频 率在400KHZ时无限制 即使 每秒访问30次 100亿次的寿 命到时 10年已过去了 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 应用: 铁电技术的优势可适用于广泛 的领域 很明显 除了一次编 程应用的其他所有领域 铁电 记忆体在读写次数以及快速性 均比EEPROM更具优势 最为 明显的是在采集领域中 要求 写的频率高且数据掉电不丢 失 1 1) 数据采集 在数据采集和存储领域中 FRAM 提供了一种极具优势的方案 这 个方案比SRAM加后备电池更经 济 以及比EEPROM有更好的写 特性 2 2)配置 任何非易失性记忆体能保留一些 配置 但是FRAM的高写入次 数使得其可以无限制的保持参 数 不用为参数随时更改有更 多的考虑 电源掉电时 FRAM 的高速写入解决了数据丢失的 烦恼 3 3)高噪声环境 高噪声环境写数据对EEPROM来 说极具挑战性 在噪声和电源 波动环境中 EEPROM由于写 入时间要几个毫秒 太容易受 干扰 而FRAM写的速度非常 快 噪声和电源波动来不及干 扰 4 4 4)有快速要求的环境 在一个复杂的系统中 多个软件 需要访问非易失性记忆体 EEPROM的延时为这种环境中 的软件研发增加了许多不适当 的复杂性 每个软件例行访问 下一个例行程序都必须等待一 个完整的程序 当快速性要求 很严格时 FRAM就减少了这 种复杂性 FM24C64不需要等 待 5 5)RF/ID 在无接触记忆体领域 FRAM提 供了完美的方案 因为RF/ID 记 忆 是 通 过 RF 方 式 供 电 EEPROM的长时间和大功耗使 得它不太适合这个领域 6)保存轨迹 在一个高度复杂的系统中 系 统状态和操作记录在系统失败 时是很重要的数据 FRAM的 高写入次数特点使数据记录得 以实现 能做一个完美的系统 日志 另外FM24C64 的两线 协议可以少占用系统资源 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com 深圳市宝安南路 3083 号蔡屋围发展大厦 2204 房 邮编:518008 电话 0755 82128054 82127939 传真 0755 82127969 E-mail: [email protected] 网址 www.ramtron.com.cn PDF created with FinePrint pdfFactory trial version http://www.fineprint.com