FM20L08型鐵電存儲器的原理及應(yīng)用

1 引言

在一些需要下位機單獨工作的場合（如汽車行駛記錄儀、高速存儲測試設(shè)備等），其數(shù)據(jù)的高速存儲和掉電不丟失尤為重要，ramtron公司推出的fm20l08型非易失性鐵電存儲器除具有其他鐵電存儲器的一般特點外，彌補了已有鐵電存儲器存儲量小的缺點，其數(shù)據(jù)存儲量達(dá)1mb，可完全代替標(biāo)準(zhǔn)異步靜態(tài)隨機存儲器（sram）。

2 fm20l08的特點和引腳功能

fm20l08型非易失性鐵電存儲器的存儲容量為128k×8位，和無限次擦寫，掉電后數(shù)據(jù)可保存10年，工作電壓為3v，最大功耗電流為22ma，采用32引腳tsop型封裝，圖1示出fm20l08的引腳排列，表1示出fm20l08的主要引腳功能。

fm20l08內(nèi)存分為8個頁面，每個頁面可分為16k×8bit，由地址總線的低3位選擇不同的頁面。新增加的頁面操作模式的操作速率為33m赫茲，fm20l08增加了軟件控制寫保護功能，存儲序列按地址排成8個區(qū)域，每個區(qū)域都能通過軟件單獨設(shè)置寫保護，不需要其他硬件或改變引腳排列。

fm20l08新增內(nèi)部電壓監(jiān)控器驅(qū)動lvl（low voltage lockout）信號，用于監(jiān)控電源的供電情況，當(dāng)電源電壓下降到臨界值以下時，lvl輸出低電壓信號，顯示電路處于寫保護狀態(tài)。lvl信號處于低電平時，存儲器可以自動阻止無意讀寫和防止存儲頁面數(shù)據(jù)的破壞。

3 fm20l08工作原理

3.1 頁面操作模式

fm20l08給用戶提供快速訪問任意頁面的操作，而且對頁面的訪問不需要ce信號有效，對于頁面模式讀操作，只要數(shù)據(jù)位連在總線上通過地址總線低3位選擇不同頁面，便可讀取存儲器上的數(shù)據(jù)。對于頁面模式寫操作，需要第1個寫脈沖定義第一次寫操作，當(dāng)ce為低電平時，寫脈沖連同1個新的地址進(jìn)行頁面模式寫操作，圖2示出頁面模式讀操作時序，圖3示出頁面模式寫操作時序。

3.2 電壓監(jiān)控器

fm20l08內(nèi)部的電壓監(jiān)控器不斷檢測電源電壓，當(dāng)vdd低于臨界指示電壓vtp時，lvl輸出低電平信號，存儲器處于受保護狀態(tài)，阻止電源電壓太低和無意干擾信號訪問寄存器，這并不代表lvl信號可以用于系統(tǒng)復(fù)位，因為系統(tǒng)主機可能在低于電路特殊電壓時進(jìn)行寫操作，lvl引腳用于存儲器是否閉鎖的狀態(tài)指示。電源電壓超過門限電壓vtp時要經(jīng)歷延時tpulv后lvl才變高電平，在這個時間段里存儲器可以被訪問。

3.3 軟件寫保護

存儲器128k×8位的地址空間有8個區(qū)域，每個區(qū)域的地址空間為16k×8位。每個區(qū)域獨立進(jìn)行軟件寫保護，而且是非易失性的，寫保護由8位數(shù)據(jù)組成，具體分區(qū)如表2所示，首先在規(guī)定地址置入數(shù)據(jù)，寫保護區(qū)域標(biāo)志為高電平，其后在另一規(guī)定地址置入數(shù)據(jù)，寫保護區(qū)域標(biāo)志位為低電平，再在規(guī)定地址寫入任意數(shù)據(jù)并返回普通模式，對區(qū)域0、1、4的寫保護過程如表3所示。

4 fm20l08的應(yīng)用

在對爆炸過程中的溫度、沖擊波和壓力等參數(shù)進(jìn)行實時采集和記錄時，為了更好地了解爆炸過程的情況，必須有高速的數(shù)據(jù)采集和大量的數(shù)據(jù)存儲作保證。鐵電存儲器的高速寫入和掉電數(shù)據(jù)不丟失特性完全適合此類情況，但以往的鐵電存儲器最大容量只有256kb，單個存儲器無法對整個作用過程進(jìn)行記錄，fm20l 08正好解決了存儲容量小的問題，爆炸前在目標(biāo)區(qū)域放置多個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，接通電源，啟動單片機內(nèi)部程序，等待信號出現(xiàn)，起爆后，沖擊波傳感器和溫度傳感器將被測信號經(jīng)調(diào)理電路送入單片機，單片機首先判斷輸入信號值是否大于門限值，只有輸入信號值大于門限值才能存儲鐵電存儲器的存儲單元內(nèi)，并在一定時間后關(guān)閉存儲器，實驗完畢，工作人員可采集到的數(shù)據(jù)在pc機上顯示。圖4示出由單片機控制fm20l08的原理圖。

5 結(jié)束語

本文介紹了fm20l08鐵電存儲器的原理及應(yīng)用，給出了測量爆炸過程溫度、沖擊波信號的應(yīng)用及單片機控制的硬件電路。該設(shè)計可以直接或稍加改動移植到汽車行駛存儲器測試系統(tǒng)等類似的系統(tǒng)中，用該電路作為測量爆炸參數(shù)的設(shè)備，具有寫入速度快、數(shù)據(jù)存儲容量大，可靠性高等優(yōu)點。模擬試驗證明可以滿足測量要求，可以實現(xiàn)現(xiàn)有爆炸試驗過程的數(shù)據(jù)記錄，具有較高的經(jīng)濟效益。