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帶有串行接口的FRAM RFID LSI

作者:富士通半導體(上海)有限公司 時間:2010-12-09 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

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

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/115323.htm

  概述

  到目前為止,半導體已經(jīng)開發(fā)出了高頻段(13.6MHz)和超高頻段(860 MHz到960 MHz)RFID 產(chǎn)品。這些產(chǎn)品最重要的特點就是它們內(nèi)嵌。由于擦寫速度快、耐擦寫次數(shù)高,它們已經(jīng)作為數(shù)據(jù)載體型被動RFID 而被全世界廣泛采用。

  大存儲數(shù)據(jù)載體的優(yōu)勢就是RFID可以記錄可追溯數(shù)據(jù),如制造數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、物流數(shù)據(jù)、維護數(shù)據(jù)等,因此它可用于各種資產(chǎn)、產(chǎn)品和零部件的管理。由于大存儲數(shù)據(jù)載體具有這些優(yōu)勢,人們希望進一步利用 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(shù);超高頻段RIFD 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(shù)據(jù)載體,結(jié)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(jīng)得到廣泛應用,但是當數(shù)據(jù)被寫入時,E2PROM需要內(nèi)部升壓電壓,因為數(shù)據(jù)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(shù)毫秒),耐擦寫次數(shù)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(chǎn)品,只適合讀,不適合寫。

  相比較而言,F(xiàn)RAM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(shù)是100億次。這就是FRAM RFID為什么可以作為數(shù)據(jù)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(shù)據(jù),由此可以將數(shù)據(jù)處理方式從集中數(shù)據(jù)管理轉(zhuǎn)變?yōu)榉稚?shù)據(jù)管理。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(shù)據(jù)存在了服務器端,需要與標簽本身的ID相關(guān)聯(lián)。而FRAM RFID可以實現(xiàn)分散數(shù)據(jù)管理,數(shù)據(jù)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(chǎn)歷史管理。在工廠自動化領域中,有數(shù)百個流程都需要經(jīng)常寫入數(shù)據(jù);在維修領域中,現(xiàn)場數(shù)據(jù)確認時也需要經(jīng)常寫入數(shù)據(jù),如維修歷史、零部件信息等,這樣就不需要詢問數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)會受到放射線的嚴重影響,因為它的數(shù)據(jù)存儲采用的是電子電荷。而存在FRAM中的數(shù)據(jù)在高達45kGy的放射水平下仍然不會受到影響。

  在RFID LSI上內(nèi)置串行接口

  FRAM RFID LSI上已經(jīng)內(nèi)置了串行接口,為作為數(shù)據(jù)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,F(xiàn)RAM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(shù)據(jù),而對于MCU來說,就可以閱讀參數(shù)數(shù)據(jù),如通過RF接口編寫的運行環(huán)境。


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