TI采用新型“金刚狼”MCU平台可使MCU总功耗锐减50%
此外,FRAM 还采用一种简单的单步写过程。这意味着它不需要像使用闪存时那样在进行写操作之前进行一次单独的擦除操作。
与闪存相比,FRAM 具有很高的效率(见表 1)。闪存的写操作需要 10 V~15 V 的电压和一个充电泵,这增加了几 ms 的充电时间。另外,闪存的写入还是一种多级操作,期间必须禁用中断。这一因素使得闪存的块写入变得复杂化,因为系统必须将此类写入划分为若干个可在其间启用中断的较小区块,这样就不会丢失关键的信号或事件。
表 1:非易失性存储器技术的比较
| FRAM | SRAM | EEPROM | 闪存 |
非易失性 可在没有供电的情况下保存数据 | 有 | 无 | 有 | 有 |
写入速度(13kB) | 10ms | < 10ms | 2 秒1 | 1 秒 |
平均运行功率 (μA/MHz) | 110 | < 60 | 超过 50mA 1,2 | 260 |
可写入次数 | 100 万亿次以上 | 无限制 | 10 万次 | 1 万次 |
动态 可按位编程 | 是 | 是 | 否 | 否 |
统一存储器 灵活的代码与数据分区 | 是 | 否 | 否 | 否 1 -独立型 EEPROM 写操作 2 -总功耗 FRAM、SRAM 和闪存的数据代表了器件内部嵌入式存储器的性能 与此截然不同的是,FRAM 的写操作只需要 1.5 V 电压。再加上其写入速度是闪存的 100 倍,因此实际的写操作能耗下降了 250 倍。另外,由于在 FRAM 操作期间中断可以运行,所以还能在不增加编程复杂性的情况下保持系统可靠性。 看看非易失性存储器在汽车信息娱乐系统中的使用情况,FRAM 与闪存的效率对比便能一目了然。当汽车断电时,需要收集和存储多种系统数据,以便能够在汽车重新通电时复原。在系统所保存的这些数据当中,包括了驾驶者和乘客设定的温度值、收音机预设电台、GPS 位置和收音机音量等。 由于汽车并不知道其电源将在什么时候被切断,因此必须使用一个电容器并在汽车通电时对其进行充电。在写入数据的过程中,该电容器负责为闪存和 MCU 供电。需要保存的数据越多,电容器就越大。此外,闪存相对较慢的写入速度对于所能保存的数据量也有影响。 在采用相似电容器的情况下,FRAM 可凭借其高写入速度和功率效率实现 900 倍于闪存的数据存取量。这使得开发人员能够采用较小(而且较便宜)的电容器,设计不太复杂的系统。写操作能力上的这种巨大差异可造就一种全新的低功耗应用,包括那些需要实时数据录入和/或采用能量收集技术的应用。而且,较快的写操作能力还意味着系统可以在更长的时间里处于睡眠模式。 不过,使用 FRAM 也会影响系统的设计方法。闪存的写寿命有限(可写入次数约 10 万次),之后可靠性将开始下降。故此,系统参数常常仅在系统断电时保存到闪存中。而 FRAM 实际上没有限制的写寿命(可写入次数约 100万亿次)则可使开发人员重新考虑其存储系统参数的方式。具体来说,就是可以把所有的数据早早存储在非易失性 FRAM 中(即使在其经常变化时也不例外),而不是把参数存储在 SRAM 中并在断电时保存 |
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