帶有串行接口的FRAM RFID LSI

　　鐵電隨機存儲器(FRAM) RFID由于存儲容量大、擦寫速度快一直被用作數據載體標簽。內置的串行接口可將傳感器與RFID連接在一起，從而豐富了RFID應用。

　　概述

　　到目前為止，富士通半導體已經開發(fā)出了高頻段(13.6MHz)和超高頻段(860 MHz到960 MHz)RFID LSI產品。這些產品最重要的特點就是它們內嵌FRAM。由于擦寫速度快、耐擦寫次數高，它們已經作為數據載體型被動RFID LSI而被全世界廣泛采用。

　　大存儲數據載體的優(yōu)勢就是RFID可以記錄可追溯數據，如制造數據、生產數據、物流數據、維護數據等，因此它可用于各種資產、產品和零部件的管理。由于大存儲數據載體具有這些優(yōu)勢，人們希望進一步利用FRAM RFID來連接傳感器等設備。

　　基于這些市場需求，我們開發(fā)出了一種帶有串行接口的技術;超高頻段RIFD LSI上的串行外圍接口(SPI)。

　　FRAM FRID LSI的附加值

　　FRAM是一種非易失性存儲器，使用鐵電材料作為數據載體，結合了隨機存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)的優(yōu)勢。作為用在RFID中的非易失性存儲器，電擦除可編程只讀存儲器(E2PROM)已經得到廣泛應用，但是當數據被寫入時，E2PROM需要內部升壓電壓，因為數據存儲的原則就是要看是否帶有電子電荷，所以它的寫入速度非常慢(需要數毫秒)，耐擦寫次數也僅限于10萬次。因此，大部分基于E2PROM的RFID LSI都是小存儲容量產品，只適合讀，不適合寫。

　　相比較而言，FRAM在寫和讀方面的性能一樣好，因為二者的原則一樣。FRAM本身的擦寫速度是100納秒，耐讀/寫次數是100億次。這就是FRAM RFID為什么可以作為數據載體提供大存儲容量的原因。

　　存儲容量大、擦寫速度快的RFID的最重要的優(yōu)勢在于，它可以在自己的存儲器上記錄數據，由此可以將數據處理方式從集中數據管理轉變?yōu)榉稚祿芾?。傳統(tǒng)的E2PROM RFID在很多情況下都采用集中管理的方式，在這種模式下，數據存在了服務器端，需要與標簽本身的ID相關聯。而FRAM RFID可以實現分散數據管理，數據可以存在標簽上，由此減輕了服務器的載荷。這種方式尤其適合工廠自動化(FA)和維修領域中的生產歷史管理。在工廠自動化領域中，有數百個流程都需要經常寫入數據;在維修領域中，現場數據確認時也需要經常寫入數據，如維修歷史、零部件信息等，這樣就不需要詢問數據服務器。

　　FRAM的另一個主要特點，就是在防輻射方面明顯優(yōu)于E2PROM。例如，在醫(yī)療設備和包裝、食品或者亞麻布的伽瑪射線滅菌過程中，存在E2PROM中的數據會受到放射線的嚴重影響，因為它的數據存儲采用的是電子電荷。而存在FRAM中的數據在高達45kGy的放射水平下仍然不會受到影響。

　　在RFID LSI上內置串行接口

　　FRAM RFID LSI上已經內置了串行接口，為作為數據載體的RFID提供了額外的功能。這種配置的主要特點就是，對于同一個FRAM存儲區(qū)來說，既可以從串行接口進入，也可以從RF接口進入。

　　通過串行接口與微控制器(以下將“微控制器”簡稱為“MCU”)相連后，FRAM可以作為MCU的外部存儲，并通過RF接口進入。因此，RFID閱讀器就可以閱讀MCU寫過的存儲數據，而對于MCU來說，就可以閱讀參數數據，如通過RF接口編寫的運行環(huán)境。