带有铁电随机存取存储器的高精度实时时钟所具备的优势

　　1 概述

    　随着 DS32X35 系列产品的发布, Dallas Semi-conductor 公司提供了无需电池的非易失存储器。这些器件采用铁电随机存取存储器 (FRAM) 技术,FRAM是非易失存储器, 其读/写操作与 RAM类似。该系列器件能够可靠地将数据保持 10 年之久, 与EEPROM和其他非易失存储器不同的是: 它不需要考虑系统复杂性、过度开销以及可靠性等问题。从1992 年出现第一块 FRAM至今, 铁电随机存取存储技术已趋于成熟。

　　2 非易失存储器

　　目前, 非易失存储技术主要有 3 种: 电池备份的 SRAM、EEPROM和闪存。FRAM的速度类似于传统 SRAM; FRAM的操作类似于串行 EEPROM, 主要区别是 FRAM具有更好的写操作特性和耐用性, 能以 I2C 的速度对存储器进行读写操作。在写操作时,无需轮询器件确认就绪条件。表 1 给出了非易失存储技术的评定, 评定等级 1 (最好)至 4 (最差)。

3 FRAM 相对于 EEPROM 的优势

         同等容量的 EEPROM 相比较, FRAM 具有诸多优势: 第一个优势是 FRAM能够以总线速度执行写操作, 且数据开始传输后没有任何写延时。另外,FRAM不采用页面写操作方式, 用户可以简便地连续写入数据。数据传输时没有尺寸限制, 无延时。必要时, 系统可以采用突发模式对整个存储器阵列进行写操作第二个优势是写操作耐久性, 写次数高达 100亿次。多数 EEPROM 的只写次数只能达到 100 万次。实际上可以认为 FRAM没有写次数的限制, 非常适用于数据采集。

　　第三个优势是微功耗, 有助于节省电能。FRAM采用铁电存储机制, 可通过本地 VCC 支持写操作,EEPROM 则只需一个电荷泵或升压电路。可见,FRAM电流消耗远远低于类似配置的 EEPROM。

　　4 DS32X35带有FRAM的高精度RTC

　　4.1 DS32X35 简介和内部结构

　　DS32X35 是一款温补时钟/日历器件, 单个封装内集成了 32.768 kHz 晶体和非易失存储器。 非易失存储器采用两种配置:2 048×8 位或 8 192×8 位。该器件采用 20 引脚、300mil SO 封装。DS32X35 包括一个 FRAM区, 无需电池备份即可保持存储器的内容。此外, 该系列器件可无限次地进行读、写操作。在产品有效使用期内, 允许进行无限次的存储器访问, 并且不存在磨损。

　　该系列器件的其他特性还包括两个定时闹钟、可选的中断或可编程方波输出、一路经过校准的32.768 kHz 方波输出。复位输入/输出引脚提供上电复位功能, 另外, 复位引脚还可以作为按键控制输入由外部产生复位。RTC 和 FRAM可通过 I2C 串行端口访问。

　　新型 DS32X35 系列产品具有精确的计时功能,将四个分离器件集成到单一芯片。图 1 给出了集成RTC、非易失存储器、系统复位和 32.768 kHz 晶体的DS32X35 内部框图。