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多快省FRAM以领先特性解决应用瓶颈促进五金锁具手压泵小灵通斗牛机车载CDFrc

发布时间:2023-12-18 21:51:46 阅读: 来源:美工刀厂家

“多、快、省”,FRAM以领先特性解决应用瓶颈、促进产品创新

在海量的固态存储技术已经非常广泛应用、云存储正在盛行的今天,还有一种KB、MB量级的存储技术大卖,并且在物联、医疗电子、消费电子、工业电子 几乎所有的行业中无处不在。这种存储技术就是铁电存储器(FRAM)。在近日于深圳举办的易维讯年度中国ICT媒体论坛上,富士通半导体(上海)有限公司市场部经理蔡振宇分享了FRAM产品在应用中的独特技术特性优势,特别是FRAMRFID和认证FRAM方面众多的创新应用案例对电子产品的设计具有很好的创新启发,受到与会嘉宾的关注。

图1. 富士通半导体(上海)有限公司市场部经理蔡振宇发表 FRAM为您系统创新而生 主题演讲

DEMO演示FRAM特性 多、快、省

拥有15年FRAM量产经验的富士通半导体,已经走在技术与市场的前列。而我们将从一个现场Demo演示开始,为您呈现FRAM的性能优势。如下图2所示,为富士通半导体的FRAM和EEPROM性能对比Demo演示图。

图2.富士通半导体FRAM和EEPROM性能对比Demo演示

演示本身并不复杂,一个照相机实时拍一张照片,然后将照片分别存储到EEPROM和FRAM中,直观的比较图像数据写入过程中EEPROM和FRAM的性能差异。在此演示中,采用并口传输数据,FRAM大概用了0.19秒存储数据,而EEPROM大概用了6.23秒;F铜管RAM存储获得产业化效果数据的比特率约为808kB/s,而EEPROM存储数据的比特率约为24kB/s;功耗方面,FRAM约为0.4mWs,而EEPROM约为61.7mWs。FR导电胶AM的快速读写和超低功耗特性显而易见。

多 、 快 、 省 可以形象的概括出FRAM的特点。 多 指的是FRAM的高读写耐久性(1万亿次)的特点,可以频繁记录操作历史和系统状态; 快 指的是FRAM的高速烧写(是EEPROM的40000倍)特性,这可以帮助系统设计者解决突然断电数据丢失的问题; 省 指的是FRAM超低功耗(是EEPROM的1/1,000)特性,特别是写入时无需升压。 蔡振宇指出。

FRAM除了和EEPROM相比具有明显优势外,其相比其他的存储器,如FLASH和SRAM,也在性能上更胜一筹,如下图3所示,为其性能比较。

图3. FRAM与其它存储器的比较

宽泛的FRAM产品线 涵盖SPI、IIC、并行接口,容量向16Mb迈进

由于掌握着从FRAM的研发、设计到量产及封装的整个流程,加上多年的经验,富士通半导体因而能始终保证FRAM产品的高质量和稳定供应。 我们的FRAM产品线相当宽泛,容量从4Kb到4Mb,涵盖SPI和I2C串行接口、并行接口。未来富士通半导体还会不断推出更多新品,逐步实现大容量化。我们已经在着手研发8Mb、16Mb的产品。 蔡振宇透露。

图4. FRAM单体存储器产品线

在通讯速度方面,I2C接口能够达到1MHz,SPI接口最快达到50MHz。 而在SPI接口的基础上,我们今年后半年会推出QSPI的接口,这样整个通讯速率就会达到和并口相当的数量级,这给客户带来很多好处。 蔡振宇指出, QSPI只有16到20个引脚,而并口要至少40个引脚,并且QSPI可以达到和并口同样的速率,对客户而言就意味着能够节省一些尝试在竞争性或可替换性的利用领域尝试与其他储能技术进行竞争乃至扩大市场份额功耗和产品成本。

据悉,采用串行接口的FRAM可以替代EEPROM或串行闪存,而采用并行接口的FRAM产品可以代替低功耗SRAM或PSRAM (Pseudo SRAM)。在封装方面,目前FRAM基本可以直接替换EEPROM,FRAM的封装和EEPROM的封装是完全兼容的。

据悉,富士通半导体的FRAM最开始是以日本国内应用为主,后来逐渐拓展至医疗、智能仪表、工业自动化设备等多元化应用领域。现在,富士通半导体的FRAM主要包括三大类(单体FRAM、RFID和内嵌FRAM的认证芯片),在很多产业领域实现了批量应用,并促成了大量的创新应用案例。

技术优势解决系列应用瓶颈

富士通半导体内嵌FRAM的RFID产品相比其单体FRAM产品是比较新的,而市场上常用的RFID产品嵌入的是EEPROM。与内嵌EEPROM的RFID产品相比,内嵌FRAM的RFID读写速度快很多,并且其抗辐射性比EEPROM高出不止一个数量级。如下图5所示为FRAMRFID产品线。

图5. FRAM RFID产品线

和目前常用的EEPROMRFID相比,FRAMRFID的容量会更大。市面上比较多的RFID产品都是128b或是512b,而客户有往里面存储更多信息的需求. 蔡振宇表示。

图AM RFID创新应用

FRAMRFID的读写次数是1012,EEPROMRFID最多只有一百万次,这在某些应用场合下使用可能会有问题,例如高速收费。 开车的朋友可能会有这样的经历,在经过有些高速公里的收费站的时候,您的交通收费卡在进站和出站的时候会无法读取,原因是您的交通卡使用的频率比较高,而这些交通卡又都是EEPROM的RFID,超过了他的读写次数。 蔡振宇指出。

在工厂自动化和维护的应用中,在制造组装生产线上的历史数据、手册、零件信息等都可以被写进标签,从而缩短了读取时间,使生产线构成更加柔性化。据悉,汽车生产线例如大众汽车,其每年的生产量之所以都会提升,是因为在整个汽车生产过程中使用了FRAM RFID。

图AM RFID应用于工厂自动气缸体化和维护

如果要把生产线、流水线变快,那么RFID读取速度也要变快。富士通半导体的118C就成功的运用在这样的领域。 蔡振宇表示, 此外,将零件的维护信息和操作历史数据记录在标签内,还可飞跃性的地提高飞机、基础设施、土木等维护操作的工作效率。

而在医疗和医药中更加少不了FRAM RFID,其被用于诸如手术台的追溯、药剂盒子、类似于穿刺、血透的管子等中。美国和欧洲的国家会有很多接触到医疗器械的地方,需要经过伽玛放射性消毒,FRAM对辐射有很强的耐受性。基于FRAM的RFID可轻松通过标准医疗灭菌过程,而基于EEPROM的RFID在这一过程中信息会被破坏。

图AM RFID应用于生化、医药、医疗

从目前的情况来看,原来是美国和欧洲在这方面的应用需求比较多,如今我们慢慢地看到,中国的医院和中国客户也提出此类需求。目前市场上只有我们的FRAM的RFID能够满足这些需求。 蔡振宇表示。

此外,冷链控制也是FRAM RFID的用武之地,如果您要追溯运输途中每一个结点温度的变化,如何保证整个运输途中都能在这个温度以下?就需要在整个车箱里加一个RFID的模块,实时把数据传到接收端,客户读一下就可以看出一小时运输范围内有没有超过温度系数、温度范围,拥有SPI接口的RFID可以实现这样的应用。

创新的FRAM 认证芯片促进应用创新

FRAM 认证芯片是FRAM的又一创新应用。验证芯片多应用于电子器械的与主机(例如:打印机等)相连的外设(例如墨盒)的真假鉴别,通过主机与外设之间的质询-响应(Challenge Response)来进行验证的,从而鉴别出授权部件或非授权部件(真伪鉴别)。

图9.通用验证芯片的使用原理

例如,大家在使用打印机时都有这样的经历,打印机只认原装的墨盒,如使用假墨盒打印机就会弹出警告信息,提示你用了盗版的墨盒。这种打印机就是使用了富士通半导体的FRAM认证芯片。 蔡振宇指出。

据蔡振宇介绍,这种实现方案是把一个芯片放在打印机里面,一个芯片放在墨盒里,在打印机取墨时和对认证信息,以确定墨盒是否为原装。由于打印机取墨很频繁,一天打几十次、几百次都有可能,E但是利润较高EPROM过一段时间就没办法使用了。所以FRAM的性能在这个时链条候充分满足了客户的需求。

类似的创新应用还可以有很多,据蔡振宇介绍,有做有线内窥镜的厂商,其内窥镜有一个转换头,该厂商希望那个转换头一定要匹配他的内窥镜片的头,于是把认证芯片加到内窥镜的头里,做到类似于墨盒的应用,自己的机器只能配自己的转换头。

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