FRAM 有什么问题?

电器工程 微控制器 spi msp430 急速 非易失性存储器
2022-01-01 09:31:58

在最近购买了 MSP430 Launchpad 之后,我一直在玩各种微控制器项目。不幸的是,MSP430G2553 只有 512 字节的 RAM,所以做任何复杂的事情都需要外部存储。

在查看了 SPI 和 I2C SRAM 和 EEPROM 芯片后,我发现了FRAM

它看起来很完美。提供大尺寸(上面链接的是 2Mb 部件)、低功耗、字节可寻址和可编程、非易失性、无磨损问题、无需显式擦除任何内容,并且实际上比串行 SRAM 便宜(与 Microchip 的部件相比)。

事实上,它看起来太完美了,这让我很怀疑。如果这东西比串行 SRAM 和闪存 EEPROM 好得多,为什么不是到处都有呢?我应该坚持使用 SRAM,还是 FRAM 是一个不错的实验选择?

4个回答

FRAM 很棒,但是,该技术具有破坏性读取。闪存技术具有有限的写入/擦除周期,但读取周期几乎是无限的。

在 FRAM 中,每个读取周期实际上都会影响内存并开始降级。TI 表示,他们发现 FRAM 具有“5.4 × 10^13 次循环的无磨损耐久性和相当于 85°C 下 10 年的数据保留”。经过一些计算,结果证明这是大约 2 年的恒定读取周期左右(不考虑 ECC)。

现实情况是,对于占空比较低的大多数低功率应用来说,这不是问题。您需要针对您的特定应用对其进行评估。

速度限制也存在,因此如果需要,将添加等待状态。但是,一种解决方案是将代码加载到 RAM,从那里运行(避免 FRAM 上的循环)并避免速度限制。

这里有一篇关于该主题的 E2E 帖子,讨论了一些后果。

TI 提供的关于 FRAM 在安全性方面的优势的优秀应用说明如下

据我所知,它和 SRAM 之间的(主要)区别是它更慢,它和 EEPROM 之间的区别在于它更贵。
我会说这两者都“介于两者之间”。

作为一项相当新的技术,如果它变得足够流行,我预计价格在明年左右会下降一点。尽管它不如 SRAM 快,但速度一点也不差,并且应该适合许多应用程序 - 我可以在 Farnell 上看到 60ns 的访问时间选项(与 SRAM 的低 3.4ns 相比)

这提醒了我——我很久以前就订购了一些 Ramtron F-RAM 样品,但还没来得及尝试它们……

FRAM 唯一真正的问题是,对于真正密集的部分,即推动销量和利润的市场部分,它们还无法在密度上竞争(这要么是产量问题,要么是尺寸问题 - 哪个并不重要)。对于较小的部分(即与相同技术的旧版本竞争),它们做得很好。

所以是的,只要您保持相同尺寸的零件,它就非常适合实验。

如果某些(插入半导体公司)开发出一种增加 FRAM 密度的工艺,它可以取代 DRAM。虽然比 SRAM 稍慢,但它可能会颠覆 DRAM 行业,因为它是 PC 主内存 DRAM 的更便宜、性能更高的替代品。

考虑到 CPU 与内存速度/带宽差距的扩大问题 - 我认为 FRAM 是在直接与 DRAM 竞争中开发的 - 得到了解决。它还使用所有内存中最少的功率,这意味着对于相同的体积,我们可以提取更多的“功率/速度”或潜在的“容量”。

此外 - 在 NVM(非易失性存储器)用例中,FRAM 在所有存储器(闪存、EEPROM 等)中具有最高的耐用性。一个数量级。相信真的有几个数量级!

在易失性用例中,破坏性读取无关紧要。当他们引用 NVM 存储器的耐用性时,可以保证数据保留多年。保留时间仅为毫秒或更短的潜在需求又如何呢?

没有抓住!