FRAM (ferroelektrischer RAM) steht an der Spitze der nächsten Generation nichtflüchtiger Speichertechnologien und ist in ausgewählten MSP430 Mikrocontrollern integriert. Embedded FRAM ermöglicht höhere Geschwindigkeiten, einen geringeren Stromverbrauch sowie kleinere Formfaktoren.

Überblick über die FRAM-Technologie

Willkommen in der Zukunft des Embedded-Speichers

Die steigende Nachfrage nach immer schnelleren und immer leistungsstärkeren Anwendungen erfordert eine neue Technologie für die Bereitstellung intelligenterer Lösungen. FRAM von Texas Instruments bietet einen einheitlichen Speicher mit dynamischer Partitionierung und hundertmal schnellere Speicherzugriffgeschwindigkeiten als Flash-Speicher. Darüber hinaus bleiben Daten bei FRAM in allen Energiemodi ohne Stromzufuhr erhalten. Das bedeutet, dass Schreibvorgänge garantiert ausgeführt werden, auch bei Stromausfall. Und mit einer Leistung von über 100 Billionen Schreibzyklen ist EEPROM nicht mehr erforderlich. All dies ist möglich bei einem Wirkstrom von weniger als 100 μA/MHz – ein absolutes Novum in der Halbleiterbranche.

Vorteile von Embedded FRAM

Extrem stromsparende Lese-/Schreibvorgänge mit verbessertem Durchsatz

MSP430 Bauteile mit Embedded FRAM senken den bislang in der Branche niedrigsten Wirkstrom um die Hälfte auf unter 100 μA/MHz.

Lese- und Schreibvorgänge benötigen lediglich 1,5 V. Anders als bei Flash-Speichern und EEPROM ist damit keine Ladungspumpe mehr erforderlich. Dies reduziert den Stromverbrauch sowie den Platzbedarf.

Bei gleicher Geschwindigkeit (12 KB/s) benötigt FRAM 250-mal weniger Strom als Flash-basierte Bauteile.

• Testfall
  • CPU-Geschwindigkeit bei 8 MHz
  • Für beide Speicheroptionen war der maximale Durchsatz 12 KB/s (typische Anwendung)
• Der Stromverbrauch von FRAM liegt bei 9 μA bei 12 KB/s
• Der Stromverbrauch von Flash liegt bei 2200 μA bei 12 KB/s

Echter einheitlicher Speicher

FRAM ist einzigartig flexibel, da es Entwicklern die Möglichkeit bietet, denselben Speicherblock als Cache (RAM), Programmspeicher oder Datenspeicher zu verwenden. Bei FRAM können Entwickler den Speicher dynamisch partitionieren, je nachdem, in welcher Phase sich der Entwicklungszyklus des Benutzers gerade befindet.

Diese Funktion ermöglicht eine schnellere Marktreife und eine vereinfachte Bestandskontrolle – ein einziges Bauteil kann dynamisch in verschiedene Speicherkonfigurationen konfiguriert werden.

Der einheitliche Speicherblock von FRAM kann dynamisch als Programm-, Daten- oder Informationsspeicher konfiguriert werden und bietet damit eine unübertroffene Flexibilität.

Branchenführende Lese-/Schreibgeschwindigkeiten

Zusätzlich zu einer geringeren Leistungsaufnahme gewährleistet FRAM auch einen unvergleichlich hohen Datendurchsatz. Der MSP430 mit eingebautem FRAM ermöglicht Zugriffszeiten von 50 ns und damit eine Geschwindigkeit von über 1400 KB/s.

Mit FRAM ist der Embedded-Speicher nicht länger der Flaschenhals in der Anwendung.

Schreibvorgänge mit FRAM sind mehr als 100-mal schneller als mit Flash – und das bei niedrigerem Stromverbrauch!

• Testfall
  • CPU-Geschwindigkeit bei 8 MHz
  • Mit beiden Speicheroptionen wurden 512 B große Speicherblöcke beschrieben
• Max. Durchsatz bei FRAM = 1400 KB/s bei 730 μA
• Max. Durchsatz bei Flash = 12 KB/s bei 2200 μA

Praktisch unbegrenzte Lebensdauer – 10¹⁴ Schreibzyklen

Embedded FRAM zeichnet sich zudem durch eine lange Haltbarkeit und Lebensdauer aus, an die bestehende Speichertechniken nicht heranreichen. Mit 10¹⁴ Zyklen ist die Lebensdauer von FRAM praktisch unbegrenzt.

Diese höhere Anzahl an Schreibzyklen ist insbesondere ideal für die Bereiche Datenerfassung, digitale Rechteverwaltung, batteriegepuffertes SRAM und andere Anwendungen.

Mit 10¹⁴ Schreibzyklen ist die Lebensdauer von FRAM praktisch unbegrenzt – sie ist 10.000.000.000-mal höher als bei Flash!

• Testfall
  • CPU-Geschwindigkeit bei 8 MHz
  • Für beide Speicheroptionen war der maximale Durchsatz 12 KB/s (typische Anwendung)
• FRAM hält 6,6x10^10 Sekunden
• Flash hält 6,6 Minuten

Eigensicher und
strahlungsresistent

FRAM bietet zusätzliche Sicherheit und Zuverlässigkeit gegenüber vorhandener Flash- und EEPROM-Technologie. Da FRAM auf Kristallen und nicht auf Ladung basiert, liegt die terrestrische Soft-Error-Rate unterhalb der Nachweisgrenze und der Speicher ist unempfindlich gegenüber Strahlung.

Darüber hinaus kann der Datenverkehr bei Lese- und Schreibvorgängen mit FRAM dank des extrem niedrigen Stromverbrauchs und der hohen Geschwindigkeit von nicht autorisiertem Sniffing oder Data Profiling praktisch nicht erfasst werden.

FRAM ermöglicht Anwendungen mit hoher Qualität.