摘要：本文主要介紹了鐵電存儲器FM20L08的原理及應用。該存儲器不僅克服了EEPROM和Flash存儲器寫入時間長、擦寫次數少等缺點，而且增加了電壓監控器和軟件控制的寫保護功能，1MB的存儲容量足以替代靜態隨機存儲器。介紹FM20L08的引腳功能和工作原理，并在此基礎上給出基于FM20L08的高速數據存儲系統的設計方案及與單片機的接口電路。

關鍵詞：鐵電存儲器；FM20L08；高速數據記錄；應用

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、高速存儲測試設備等)，其數據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，其數據存儲量達l MB，可完全替代標準異步靜態隨機存儲器(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128 Kx8位，可無限次擦寫，掉電后數據可保存10年，工作電壓為3 V，功耗電流為22 mA，采用32引腳TSOP型封裝。圖1示出FM20L08的引腳排列，表l示出FM20L08的主要引腳功能。

　　FM20L08內存分為8個頁面，每個頁面可分為16 Kx8 bit，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33 MHz。FM20L08增加了軟件控制寫保護功能，存儲序列按地址排成8個區域，每個區域都能通過軟件單獨設置寫保護，不需要其他硬件或改變引腳排列。

　　FM20L08新增內部電壓監控器驅動LVL(Low Voltage Lockout)信號，用于監控電源的供電情況。當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。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據的破壞。

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，只要數據位連在總線上，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據。對于頁面模式寫操作，需要第1個寫脈沖定義次寫操作。當CE為低電平時，寫脈沖連同1個新的地址進行頁面模式寫操作。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 電壓監控器

　　FM20L08內部的電壓監控器不斷檢測電源電壓，當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，阻止電源電壓太低和無意干擾信號訪問存儲器。這并不代表LVL信號可以用于系統復位，因為系統主機可能在低于電路特殊電壓時進行寫操作。LVL引腳用于存儲器是否閉鎖的狀態指示。電源電壓超過門限電壓VTP時要經歷延時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128 Kx8位的地址空間有8個區域，每個區域的地址空間為16 Kx8位。每個區域獨立進行軟件寫保護，而且是非易失性的。寫保護由8位數據組成，具體分區如表2所示。首先在規定地址置入數據，寫保護區域標志位為高電平；其后在另一規定地址置入數據，寫保護區域標志位為低電平；再在規定地址寫入任意數據并返回普通模式。對區域O、l、4的寫保護過程如表3所示。

4 FM20L08的應用

　　在對爆炸過程中的溫度、沖擊波和壓力等參數進行實時采集和記錄時，為了更好地了解爆炸過程的情況，必須有高速的數據采集和大量的數據存儲作保證。鐵電存儲器的高速寫入和掉電數據不丟失特性完全適合此類情況，但以往的鐵電存儲器容量只有256 KB，單個存儲器無法對整個作用過程進行記錄，FN20L08正好解決了存儲容量小的問題。爆炸前在目標區域放置多個數據采集系統，接通電源，啟動單片機內部程序，等待信號出現。起爆后，沖擊波傳感器和溫度傳感器將被測信號經調理電路送入單片機，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在鐵電存儲器的存儲單元內，并在一定時間后關閉存儲器。試驗完畢，工作人員可將采集到的數據在PC機上顯示。圖4示出由單片機控制FM20L08的原理圖。

5 結束語

　　本文介紹了FM20L08鐵電存儲器的原理及應用，給出了測量爆炸過程溫度、沖擊波信號的應用及單片機控制的硬件電路。該設計可以直接或稍加改動移植到汽車行駛存儲測試系統等類似的系統中。用該電路作為測量爆炸參數的設備，具有寫入速度快、數據存儲容量大、可靠性高等優點。模擬試驗證明可以滿足測量要求，可以實現現有爆炸試驗過程的數據記錄，具有較高的經濟效益。