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案例研究:FRAM存儲器應用在便攜式醫療刺激系統

2021-05-08 09:29:35

隨著系統復雜性不斷增加,包括多個數學函數和算法的復雜代碼也隨之增加,片上存儲器內存容量可能不足。因此便攜式醫療系統通常需要額外的存儲空間,以便設計人員使用外部存儲器來增加內部存儲器的空間。
 
以下是一個典型的便攜式醫療刺激系統,其系統考慮因素如下:
系統每100ms捕獲并記錄128位采樣數據
系統的數據捕獲和處理時間為5ms,工作電流為7mA(不包括向存儲器寫入數據時的電流消耗),數據記錄存儲器在數據捕獲和處理期間保持待機或低功耗模式
當捕獲日志被寫入到存儲器時,系統和存儲器都變為工作狀態
假設系統待機電流為0.5µA
當單片機內核以12兆赫茲的頻率運行時,系統有5%的時間處于工作狀態
便攜式系統采用3V、1400mAh的LR03電池
 

 

表1:比較FRAM和EEPROM的系統影響總結
 
表1顯示了向FRAM和EEPROM寫入數據所需的能量??梢钥闯鰧τ谶@種應用而言,FRAM消耗的功耗顯著降低。極低功耗深度待機模式和休眠模式可進一步改善功耗,從而進一步延長設備的電池使用壽命。
 
FRAM可提供:
1)近乎無限的耐久度;
2)即時非易失性;
3)低功耗。
 
使得系統設計人員可以將基于ram和ROM的數據和功能整合在單個存儲器中。應用通常會在可執行代碼和數據任務之間分配內存。
 
基于ROM的技術,包括掩模ROM、OTP-EPROM和NOR閃存,是非易失性的,面向代碼存儲應用。NAND閃存和EEPROM也可以用作非易失性數據存儲器。這些存儲器由于執行代碼和數據存儲操作時性能不佳,因此都需要一些折中方案。它們側重于降低成本,所以需要在易用性和/或性能方面進行權衡。
 
基于RAM的技術(如SRAM)可以用作數據存儲器,也可以用作代碼執行的工作空間,其速度比較快,不過它的易失性使其僅僅可用于臨時存儲。
 
便攜式應用空間受限,要求使用盡可能少的組件來優化性能。即使在電路板空間充足的應用中,使用多種存儲器類型也會導致效率低下,使代碼設計復雜化,并且通常會消耗更多能量。
 
FRAM的效率與可靠性使之成為能同時處理代碼和數據的單一存儲器技術。作為存儲器技術,FRAM擁有支持高頻率數據記錄操作的耐久度,同時還能降低系統成本,提高系統效率,并簡化設計。
 
富士通FRAM憑借高讀寫耐久性、高速寫入和超低功耗的獨特特質,近年來在Kbit和Mbit級小規模數據存儲領域風生水起,在各種應用領域頻頻“露臉”并大有斬獲,這就是鐵電存儲器FRAM。富士通代理英尚微電子可為客戶提供產品相關技術支持。


本文關鍵詞: FRAM  

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