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详谈嵌入式系统中的EEPROM和FRAM

2021年07月26日 18:03 ? 次阅读

对于所有基于微控制器的嵌入式系统而言,存储器都是其中的主要元件。例如开发人员需要足够的ram以存储所有易失性变量、创建缓冲区以及管理各种应用堆栈。RAM对于嵌入式系统相当重要,同样,开发人员也需要一定空间用于存储应用代码、非易失性数据和配置信息。

EEPROM往往是开发人员最先、最??悸怯糜谇度胧较低车拇娲⑵骷?。在嵌入式应用中,这类非易失性存储器通常用于存储系统配置参数。例如,连接至CAN总线网络的设备可能会将CAN ID存储于EEPROM。

EEPROM的以下特性使其成为嵌入式系统开发人员的理想之?。?/p>

?小封装尺寸

?相对实惠的价格

?100kbps至1000kbps的典型比特率范围

?标准化电气接口

?通常支持I2C和SPI接口

值得注意的是,某些MCU微控制器中也包含EEPROM。因此配置需求不能超过4KB,否则开发人员就需要使用外部存储器件,或使用微控制器的闪存来模拟EEPROM以扩展容量。

尽管EEPROM深受青睐,却也存在一些潜在缺陷:

?擦/写操作寿命通常为1,000,000次

?写周期约为500ns

?写入单个数据单元需要多条指令

?数据保存期为10年以上(近期的产品可达100年以上)

?易受辐射和高工作温度影响

EEPROM适合的应用众多,但对于汽车、医疗或航天系统等可靠性要求较高的应用,开发人员则希望使用FRAM等更可靠的存储器解决方案。

FRAM是“铁电随机存取存储器”的缩写,相较于EEPROM存储器,颇具优势:

?速度更快(写周期小于50ns)

?写操作寿命更长(高达1万亿次,EEPROM仅为100万次)

?功率较低(工作电压只需1.5V)

?辐射耐受性更强

FRAM的存储容量与EEPROM相当。例如,Cypress的FRAM系列容量范围从4Kb至4Mb。其中,FM25L16B-GTR容量为16Kb。该器件采用8引脚SOIC封装,工作频率可达20MHz。

针对高端产品,Cypress推出容量为4Mb,支持的接口速度高达40MHz的铁电RAM。这款FRAM存储器具有以下特性:

?151年数据保存期

?100万亿次读/写

?直接替代串行闪存和EEPROM

正如您所猜想,FRAM的价格比EEPROM昂贵,因此选择适合应用的存储器时,务必仔细权衡器件的各种工作环境因素。

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