MCU的伴侶Ramtron的FM31系列產(chǎn)品

                     作者: 曾平貴 (商鼎盛)

Ramtron的Fm31XX產(chǎn)品是Ramtron最有競爭力的產(chǎn)品系列，產(chǎn)品包含4K-256K的鐵電存儲器，精度為+2.17PPM的RTC,低電壓復位,看門狗復位和低電壓檢測,8個可以鎖定的特殊存儲和2個16位的頻率高達10M的計數(shù)器.

大家知道,集成度高的芯片,可以簡化電路,降低調(diào)試復雜度同時提高可靠性和穩(wěn)定性,因此集成度高的芯片大受設(shè)計者的青睞.Ramtron正是從這角度考慮,為設(shè)計者高性能,高集成度.使用方便,調(diào)試方便的FM31XX的產(chǎn)品.

如果一個系統(tǒng)中有用電源管理芯片,RTC和EEPROM,就可以用FM31XX的一棵取代三棵.目前市場上的工業(yè)級的電源管理 (包括低電壓復位,看門狗復位和低電壓檢測) 芯片的價格在1usd左右,工業(yè)級的RTC的價格在Iusd,EEPROM的價格在0.1-1usd之間(容量不同,價格就不同),所以整個系統(tǒng)就需要2.1usd到3Usd等.而Ramtron的FM31XX的價格幾乎在2Usd左右,所以FM31XX的產(chǎn)品在價格上極其具備競爭優(yōu)勢.

FM31XX的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖:

我們知道,集成度高的芯片比分立器件組裝起來的性能可靠性要高,但是FM31XX的使用方便和穩(wěn)定性可靠性不只是把三種功能的芯片集成在一起,而是有更多人性化的,更方便工程師開發(fā)使用.
1)    FRAM存儲器使用更方便


普通的非易失性存儲器有EEPROM,FLASH和SRAM+電池,EEPROM和FLASH的存儲概念基于ROM的概念,連接起來表示”1”斷開表示”0”,所以有0到1或由1到0有類似機械的損壞,因此他們的擦寫辭數(shù)受到限制.一般EEPROM只有100萬次,FLASH只有10萬次,SRAM+電池的存儲器方式是一種最古老的存儲方式,該存儲方式雖然是一種成熟的存儲方式,但是工程師需要承受電池抗振蕩性不好和電池用完數(shù)據(jù)丟失的風險及因電池漏電解液導致PCB腐蝕的危險.

由于FRAM的存儲器原理和方式與其他存儲器完全不同,FM31XX存儲器的讀寫無限次,而且沒有象EEPROM和FLASH存在寫延時.同時沒有SRAM+電池存在電池的各種隱患,因此普遍受到工程師的歡迎,

有于FRAM具有讀寫無限次的特點和無寫等待的特點,同時CLK頻率高達1M的特性,FM31XX內(nèi)的存儲器可以作為一個串行的換存.

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腳需要接一個起振電容,主要的功能:1)是起起振作用,2)調(diào)節(jié)晶振的誤差.其實外部增加2個電容,系統(tǒng)不會增加很多成本,因為現(xiàn)在的電容很便宜,但問題是,要把RTC調(diào)準很麻煩,電容大了,時間慢了,電容小了,時間快了.一般的RTC在系統(tǒng)電源斷電后要由電池供電,為了防止系統(tǒng)電池用完,我們一般會使用沖電電路,最簡單的沖電電路需要一個二極管和一個限流電阻.





FM31XX無需外加起振電容,系統(tǒng)已經(jīng)把電容集成,晶振誤差是通過軟件來校正,系統(tǒng)提供+138PPM的軟件校正(詳情參考FM31XX RTC設(shè)計指南),由于少了起振電容,所以時間的精度得以保證.在電池供電腳,系統(tǒng)可以根據(jù)需要設(shè)置對電池沖電或者不沖電,如果系統(tǒng)使用的是沖電電池,只要把沖電設(shè)置位設(shè)為沖電狀態(tài),在系統(tǒng)有電時,就可以對電池沖電,無須增加沖電電路.從而簡化了系統(tǒng)的電路.



3)    電源管理設(shè)計更加方便

普通的電源管理芯片,他的復位電壓,要么是固定不變的,一個芯片只適合一種復位電壓,要么不同的復位電壓靠外部分壓電阻來調(diào)節(jié),對于外部調(diào)節(jié)電阻來調(diào)節(jié)電壓的電源管理芯片,不在乎增加了電阻而增加成本(因為電阻不值錢)主要的問題在于,對分壓電阻的要求很高,如果該電阻的精度不高,那么復位電壓的誤差就很大.從而導致系統(tǒng)出一些不可預(yù)料的問題,我曾有一個客戶,他采用此種復位芯片,本來系統(tǒng)要求在4.4V復位,但是他的系統(tǒng)復位電壓的范圍在4.0V-4.6V,從而導致系統(tǒng)在低于4.5V時,MCU還在工作,而系統(tǒng)其他器件的工作電壓在4.5V-5.5V,從而導致系統(tǒng)出故障




FM31XX產(chǎn)品的系統(tǒng)復位電壓是由寄存可以設(shè)定,這樣使得FM31XX可以適合在2.7V的低電壓系統(tǒng),可以用在3V的低電壓系統(tǒng),也可以用在4V的中電壓系統(tǒng),更可以用在4.5V的高電壓系統(tǒng),FM31XX把分壓電阻已經(jīng)集成到系統(tǒng)內(nèi)部, 不但省掉了外部的分壓電阻,更可以保證復位的精度.

4)    更多人性化的功能
FM31XX提供8個字節(jié)的可鎖定內(nèi)容的存儲,在通常情況下,這8個字節(jié)的存儲器和普通存儲器一樣,讀寫無限次和沒有寫等待.但是該8個字節(jié)受S/N位控制,一旦S/N位被軟件設(shè)置為1,該8個存儲器的內(nèi)容只能讀,不能修改,該功能對企業(yè)產(chǎn)品管理很有幫助.
FM31XX還提供2個16位10M輸入頻率的計數(shù)器,數(shù)據(jù)可以通過I2C接口讀出,由電池供電,可以當一個外部計數(shù)器使用,更多的可以用于智能型控制,當系統(tǒng)掉電后,系統(tǒng)還可以用于計數(shù)(比如電表的防開蓋)

使用FM31XX,不但是三種功能合一的芯片,他不單獨是把三種功能合一,而且考慮到方便工程師設(shè)計很多方面,適得系統(tǒng)更簡單,可靠性更高,在POS機,電表,汽車行駛記錄儀,工業(yè)控制,醫(yī)療機械,儀器儀表有著廣泛的應(yīng)用.