MCU的伴侣Ramtron的FM31系列产品

作者:曾平贵(商鼎盛)

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Ramtron的Fm31XX产品是Ramtron最有竞争力的产品系列，产品包含4K-256K的铁电存储器，精度为+2.17PPM的RTC,低电压复位,看门狗复位和低电压检测,8个可以锁定的特殊存储和2个16位的频率高达10M的计数器. 大家知道,集成度高的芯片,可以简化电路,降低调试复杂度同时提高可靠性和稳定性,因此集成度高的芯片大受设计者的青睐.Ramtron正是从这角度考虑,为设计者高性能,高集成度.使用方便,调试方便的FM31XX的产品. 如果一个系统中有用电源管理芯片,RTC和EEPROM,就可以用FM31XX的一棵取代三棵.目前市场上的工业级的电源管理(包括低电压复位,看门狗复位和低电压检测)芯片的价格在1usd左右,工业级的RTC的价格在Iusd,EEPROM的价格在0.1-1usd之间(容量不同,价格就不同),所以整个系统就需要2.1usd到3Usd等.而Ramtron的FM31XX的价格几乎在2Usd左右,所以FM31XX的产品在价格上极其具备竞争优势. FM31XX的内部结构框图: 我们知道,集成度高的芯片比分立器件组装起来的性能可靠性要高,但是FM31XX的使用方便和稳定性可靠性不只是把三种功能的芯片集成在一起,而是有更多人性化的,更方便工程师开发使用. 1)FRAM存储器使用更方便 普通的非易失性存储器有EEPROM,FLASH和SRAM+电池,EEPROM和FLASH的存储概念基于ROM的概念,连接起来表示”1”断开表示”0”,所以有0到1或由1到0有类似机械的损坏,因此他们的擦写辞数受到限制.一般EEPROM只有100万次,FLASH只有10万次,SRAM+电池的存储器方式是一种最古老的存储方式,该存储方式虽然是一种成熟的存储方式,但是工程师需要承受电池抗振荡性不好和电池用完数据丢失的风险及因电池漏电解液导致PCB腐蚀的危险. 由于FRAM的存储器原理和方式与其他存储器完全不同,FM31XX存储器的读写无限次,而且没有象EEPROM和FLASH存在写延时.同时没有SRAM+电池存在电池的各种隐患,因此普遍受到工程师的欢迎, 有于FRAM具有读写无限次的特点和无写等待的特点,同时CLK频率高达1M的特性,FM31XX内的存储器可以作为一个串行的换存. 2)FM31XX的RTC使用更方便,精度有保障 一般的需要接外部晶振的RTC芯片,在OSC脚需要接一个起振电容,主要的功能:1)是起起振作用,2)调节晶振的误差.其实外部增加2个电容,系统不会增加很多成本,因为现在的电容很便宜,但问题是,要把RTC调准很麻烦,电容大了,时间慢了,电容小了,时间快了.一般的RTC在系统电源断电后要由电池供电,为了防止系统电池用完,我们一般会使用冲电电路,最简单的冲电电路需要一个二极管和一个限流电阻. FM31XX无需外加起振电容,系统已经把电容集成,晶振误差是通过软件来校正,系统提供+138PPM的软件校正(详情参考FM31XXRTC设计指南),由于少了起振电容,所以时间的精度得以保证.在电池供电脚,系统可以根据需要设置对电池冲电或者不冲电,如果系统使用的是冲电电池,只要把冲电设置位设为冲电状态,在系统有电时,就可以对电池冲电,无须增加冲电电路.从而简化了系统的电路. 3)电源管理设计更加方便 普通的电源管理芯片,他的复位电压,要么是固定不变的,一个芯片只适合一种复位电压,要么不同的复位电压靠外部分压电阻来调节,对于外部调节电阻来调节电压的电源管理芯片,不在乎增加了电阻而增加成本(因为电阻不值钱)主要的问题在于,对分压电阻的要求很高,如果该电阻的精度不高,那么复位电压的误差就很大.从而导致系统出一些不可预料的问题,我曾有一个客户,他采用此种复位芯片,本来系统要求在4.4V复位,但是他的系统复位电压的范围在4.0V-4.6V,从而导致系统在低于4.5V时,MCU还在工作,而系统其他器件的工作电压在4.5V-5.5V,从而导致系统出故障 FM31XX产品的系统复位电压是由寄存可以设定,这样使得FM31XX可以适合在2.7V的低电压系统,可以用在3V的低电压系统,也可以用在4V的中电压系统,更可以用在4.5V的高电压系统,FM31XX把分压电阻已经集成到系统内部,不但省掉了外部的分压电阻,更可以保证复位的精度. 4)更多人性化的功能 FM31XX提供8个字节的可锁定内容的存储,在通常情况下,这8个字节的存储器和普通存储器一样,读写无限次和没有写等待.但是该8个字节受S/N位控制,一旦S/N位被软件设置为1,该8个存储器的内容只能读,不能修改,该功能对企业产品管理很有帮助. FM31XX还提供2个16位10M输入频率的计数器,数据可以通过I2C接口读出,由电池供电,可以当一个外部计数器使用,更多的可以用于智能型控制,当系统掉电后,系统还可以用于计数(比如电表的防开盖) 使用FM31XX,不但是三种功能合一的芯片,他不单独是把三种功能合一,而且考虑到方便工程师设计很多方面,适得系统更简单,可靠性更高,在POS机,电表,汽车行驶记录仪,工业控制,医疗机械,仪器仪表有着广泛的应用.

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