F-RAM與BBSRAM功能和系統設計之比較

　　應用實例

　　F-RAM廣泛用于計量、計算、工業、科研和醫療領域的各種要求嚴苛的場合。F-RAM的獨特性質，使它特別適合用于廣范的關鍵性任務諸如:電信應用(如橋接、路由器和電信交換機) 和要求高可靠性和可用性的工業應用中，作為BBSRAM的替代器件。以下將通過兩個應用實例來說明BBSRAM 和 F-RAM之間的差異：

　　電信系統：大多數電信和網絡設備都帶有一個串行“控制端口”，用以進行初始化配置。附加配置可通過基于網絡的遠程登錄或通過該串行控制端口完成。

　　BBSRAM通常為設備提供永久性存儲，以存儲系統配置腳本、補丁和可重寫日志等信息：

　　● 保存路由器模塊最后復位以來的配置變化。

　　● 集成硬件修改與識別信息的永久性存儲，并記錄LAN接口的媒體訪問控制(MAC)地址。

　　舉例，當路由器啟動時，便會從閃存拷貝到操作系統，并從BBSRAM拷貝整個配置設置參數到SDRAM，直至路由器關斷。然后，它們會配置接口，并構建自己的路由表。當路由器有足夠信息確定數據包的發送目的地時，便會開始轉發數據包。

　　BBSRAM是一種采用了額外電路和封裝的標準易失性SRAM。去掉外部電源時，器件便會切換到電池供電模式，以維持存儲的數據。雖然SRAM也可以通過與大型電池連接變成非易失性的存儲器，但因為電池的壽命始終有限，所以BBSRAM子系統并不是真正的非易失性器件。另外，這些子系統還可能因電池泄漏、受到撞擊、電池老化等等事故而出現故障。

　　在當前的任務關鍵性設備中，電池被用來在特殊的工作環境條件下維持設備的使用壽命。在有些情況下，它是無法進行現場更換的。隨著系統復雜性的增加，市場對更大電池容量的需求在增長。BBSRAM因其尺寸、可靠性和成本競爭力方面的局限性，已逐漸成為日漸式微的選擇。

　　相反地，在電信和網絡領域，F-RAM能夠提供以下優勢：

　　● 以SRAM十分之一的外形尺寸提供相同的快速隨機訪問性能;

　　● 無需電池維護;

　　● 與其它非易失性存儲器相比，故障點最少;

　　● 比BBSRAM 解決方案的成本低。

　　工業系統：BBSRAM常用于工廠自動化等工業應用中：

　　● 保存完整的機器設置參數，以控制機器工作;

　　● 保存工藝歷史記錄，當供電恢復時即刻繼續運作，確保最少中斷;

　　● 為以下更高級別的管理系統收集數據：監控和數據采集 (SCADA)，制造執行系統 (MES)，分布式控制系統(DCS) 。

　　工業環境下設備的典型壽命通常在10 到 20年左右。而這些應用要求非常高的可用性和可靠性，以盡量減小計劃以內及以外的維護運作成本，例如是由停機或損失的生產時間所造成的高昂成本。

　　鑒于BBSRAM子系統有以下幾方面的缺陷，因而不太適合于某些應用：

　　● 占位面積和高度：不可用于微米/納米PLC。

　　● 可靠性：大量潛在故障點，本身易受撞擊和震動的影響，負電壓尖刺可能擦除SRAM 上的內容，電池壽命問題。

　　● 數據安全性：關鍵數據可能被篡改。

　　● 安全性問題：在安全環境中也可能發生爆炸。

　　● 擁有成本高：棄置成本相當高 – 電池的棄置方法必須符合相關規范，電池維護和停機時間所導致的高成本，制造復雜性(業界目前采用的一次性電池無法經受回流焊工藝等)。

　　在這些應用中，F-RAM以其高成本效益和高性能，以及對環境的影響小等優勢，逐漸成為BBSRAM的一種替代方案。

　　結語

　　F-RAM 和 BBSRAM存儲器都具有特定應用所需的重要特性。通過比較這兩種存儲器的功能性和設計優勢，可清晰看出F-RAM能夠提供更環保的設計選擇、更大的設計靈活性、長期成本優勢，以及更低的功耗及系統維護成本。F-RAM解決方案無需，為設計工程師提供了一個真正面向未來的選擇，有助于減少環境污染，提高成本效益。

　　在評估F-RAM存儲器是否是BBSRAM的可行替代方案或新設計的最佳選擇時，系統設計人員應該考慮到以下事項：

　　● 系統設計受阻于電池在尺寸、焊接工藝方面的限制嗎?

　　● BBSRAM 系統需要頻繁或成本高昂的現場維護嗎?

　　● 設計是否易受潮濕、撞擊或震動的影響?

　　● 存在性能可靠性問題嗎?

　　● 功耗和節能是否為重要考慮因素?

　　● 有嚴格的功率預算嗎?

　　● 設計必須遵循嚴格的環保規范嗎?

　　● 電池處理方面有潛在問題嗎?

　　● 電池存在泄漏問題嗎?

　　上述考慮事項將幫助工程師在F-RAM 和 BBSRAM二者間做出明智的選擇。