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鐵電存儲技術介紹

鐵電存儲技術介紹 待定

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鐵電存儲器(FRAM,ferroelectric RAM)是一種隨機存取存儲器,它將動態隨機存取存儲器(DRAM)的快速讀取和寫入訪問與在電源關掉后保留數據能力結合起來。由于它能在非常低的電能需求下快速地存儲,它有望在消費者的小型設備中得到廣泛地應用,比如非接觸式IC卡,智能手機,智能抄表,智能卡以及安全系統。鐵電存儲器(FRAM)的讀寫速度比閃存和EEPROM更快。在一些應用上,它可能替代電可擦除只讀存儲器(EEPROM)和靜態隨機存取存儲器(SRAM),并成為未來的移動終端產品的關鍵元件。

FRAM-0
FRAM保存數據是由存儲單元電容中鐵電晶體的中心原子位置移動產生的感應電荷進行存儲記錄。直接對中心原子的位置進行檢測是不能實現的,實際的讀操作過程是:在存儲單元電容上施加一已知電場,如果原來晶體的中心原子的位置與所施加的電場方向使中心原子要達到的位置相同,則中心原子不會移動;若相反,則中心原子將越過晶體中間層的高能階到達另一位置,則在充電波形上就會出現一個尖峰,即產生原子移動的比沒有產生移動的多了一個尖峰,把這個充電波形同參考位的充電波形進行比較,便可以判斷檢測的存儲單元中的內容是“1”或“0”。

FRAM-1

FRAM與EEPROM: FRAM可以作為EEPROM的替代,除了和EEPROM一樣的非易失性以外,FRAM的訪問速度要快得多。而且讀寫電壓也只有1.5V,遠遠小于EEPROM的15V,因此不需要給電路配置額外的電壓泵。

FRAM與SRAM: 從速度,價格及使用方便來看SRAM優于FRAM,但是從整個設計來看,FRAM還有一定的優勢。假設設計中需要大約3K字節的SRAM,還要幾百個字節用來保存啟動代碼的EEPROM配置,非易失性的FRAM可以保存啟動程序和配置信息,那么可以使用一片FRAM完成這個系統,使系統結構更加簡單。

FRAM與DRAM: DRAM適用于那些密度和價格比速度更重要的場合。例如DRAM是圖形顯示存儲器的最佳選擇,有大量的像素需要存儲,而恢復時間并不是很重要。如果不需要下次開機時保存上次內容,使用易失性的DRAM存儲器就可以。DRAM的作用與成本是FRAM無法比擬的,事實證明,DRAM不是FRAM所能取代的。

FRAM與Flash: 現在最常用的程序存儲器是Flash,它使用十分方便而且越來越便宜。程序存儲器必須是非易失性的并且要相對低廉,且比較容易改寫。但Flash和EEPROM一樣,受限于讀寫時所需的高電壓,而且Flash在寫入數據前必須擦除之前已存儲的舊數據。另外,Flash的可重復擦寫次數受限于10萬次,不適用于頻繁讀寫的電路,而FRAM不需要類似的操作,即可完成隨機存儲,而且FRAM可重復擦寫次數接近無限次。

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