铁电存储器的耐久性设计要求

英尚微电子

铁电存储器

是一种融合了在断电的情况下也能保留数据的非易失性、随机存取两个特长的铁电随机存储器（内存）。FRAM的数据保持不仅不需要备用电池，而且与EEPROM、FLASH等传统的非易失性存储器相比是具有优越的高速写入、高读写耐久性和低功耗性能。本篇文章主要介绍关于FRAM的耐久性。

耐力

SRAM

具有无限的耐久性，可以无限地对其进行读写。FRAM具有高（数量），将应用程序限制为读取或写入单个字节不超过指定的周期数。缓解的最佳方法是通过设计知道实现是正确的。这可以通过了解有关软件使用的一些细节来实现：

1.实际使用的SPI实现是什么（SPI数据宽度和时钟速率）？设置时钟和数据宽度也会影响连续访问之间的时间。

2.产品在一段时间内处于闲置状态还是闲置状态？不活动的时间段（例如仅会在50％的时间内使用产品的使用模型）即使在访问时间较短的情况下也可以实现产品生命周期的目标。

3.是否可以使用大型顺序访问来访问关键数据结构？SPI访问允许顺序操作，从而增加地址。仅通过将顺序传输添加到这些设备访问中，就可以缓解持久性问题。

4.对软件中单个存储器位置进行操作之间最短的时间是什么？这可能取决于所使用的数据结构（LIFO与FIFO），还是取决于存储器是否用作暂存器（两次使用之间的时间，由MCU衡量）。这还取决于实现的MCU是否将SPI接口用作外围设备或用作内存映射设备。外围设备要求每个命令的设置和拆卸时间，从而延长了两次操作到同一位置的时间。内存映射的设备可能需要测量程序的调用和返回，以确定两次堆栈操作之间最坏情况的时间。

让我们举一个例子来说明如何计算产品设计中的

FRAM

耐久性。让我们从设计的最坏情况开始：20MHzQSPI连续运行。如果我们看一下“恶意”软件在最坏情况下的FRAM耐用性（该软件只能永远以这种速率访问一个字节），那么在1014个周期中，该部件的指定耐用性约为1.71年，对于大多数实现。如果我们的目标是产品使用寿命为10年，则可以采用以下任何缓解措施来实现这一目标。使用以下任何一种方法来确保不存在铁电存储器耐久性问题，因为将满足产品耐久性的所有设计要求。

•将时钟速率降低到3.2MHz。

•每天仅使用4个小时。

•使传输大小为28个字节或更大。

•设计软件，以防止在3.2微秒内访问同一位置。

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