隨著DS32X35系列產品的發布,Dallas Semi-conductor公司提供了無需電池的非易失存儲器。這些器件采用鐵電隨機存取存儲器(FRAM)技術,FRAM是非易失存儲器,其讀/寫操作與RAM類似。該系列器件能夠可靠地將數據保持10年之久,與EEPROM和其他非易失存儲器不同的是:它不需要考慮系統復雜性、過度開銷以及可靠性等問題。從1992年出現塊FRAM至今,鐵電隨機存取存儲技術已趨于成熟。
2 非易失存儲器
目前,非易失存儲技術主要有3種:電池備份的SRAM、EEPROM和閃存。FRAM的速度類似于傳統SRAM;FRAM的操作類似于串行EEPROM,主要區別是FRAM具有更好的寫操作特性和耐用性,能以I2C的速度對存儲器進行讀寫操作。在寫操作時,無需輪詢器件確認就緒條件。表1給出了非易失存儲技術的評定,評定等級1()至4(差)。
同等容量的EEPROM相比較,FRAM具有諸多優勢:個優勢是FRAM能夠以總線速度執行寫操作,且數據開始傳輸后沒有任何寫延時。另外,FRAM不采用頁面寫操作方式,用戶可以簡便地連續寫入數據。數據傳輸時沒有尺寸限制,無延時。必要時,系統可以采用突發模式對整個存儲器陣列進行寫操作。
第二個優勢是寫操作耐久性,寫次數高達100億次。多數EEPROM的只寫次數只能達到100萬次。實際上可以認為FRAM沒有寫次數的限制,非常適用于數據采集。
第三個優勢是微功耗,有助于節省電能。FRAM采用鐵電存儲機制,可通過本地VCC支持寫操作,EEPROM則只需一個電荷泵或升壓電路。可見,FRAM電流消耗遠遠低于類似配置的EEPROM。
4 DS32X35帶有FRAM的高精度RTC
4.1 DS32X35簡介和內部結構
DS32X35是一款溫補時鐘/日歷器件,單個封裝內集成了32.768 kHz晶體和非易失存儲器。非易失存儲器采用兩種配置:2 048×8位或8 192×8位。該器件采用20引腳、300mil SO封裝。DS32X35包括一個FRAM區,無需電池備份即可保持存儲器的內容。此外,該系列器件可無限次地進行讀、寫操作。在產品有效使用期內,允許進行無限次的存儲器訪問,并且不存在磨損。
該系列器件的其他特性還包括兩個定時鬧鐘、可選的中斷或可編程方波輸出、一路經過校準的32.768 kHz方波輸出。復位輸入/輸出引腳提供上電復位功能,另外,復位引腳還可以作為按鍵控制輸入由外部產生復位。RTC和FRAM可通過I2C串行端口訪問。
新型DS32X35系列產品具有精確的計時功能,將四個分離器件集成到單一芯片。圖1給出了集成RTC、非易失存儲器、系統復位和32.768 kHz晶體的DS32X35內部框圖。
4.2 地址要求
串行FRAM存儲器提供2 048×8位或8 192×8位存儲器陣列,通過I2C接口訪問。由于陣列配置不同,不同版本的DS32X35的I2C尋址技術也有所差異。表2詳細說明了不同版本DS32X35的尋址要求。