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案例研究:FRAM存儲(chǔ)器應(yīng)用在便攜式醫(yī)療刺激系統(tǒng)

2021-05-08 09:29:35

隨著系統(tǒng)復(fù)雜性不斷增加,包括多個(gè)數(shù)學(xué)函數(shù)和算法的復(fù)雜代碼也隨之增加,片上存儲(chǔ)器內(nèi)存容量可能不足。因此便攜式醫(yī)療系統(tǒng)通常需要額外的存儲(chǔ)空間,以便設(shè)計(jì)人員使用外部存儲(chǔ)器來增加內(nèi)部存儲(chǔ)器的空間。
 
以下是一個(gè)典型的便攜式醫(yī)療刺激系統(tǒng),其系統(tǒng)考慮因素如下:
系統(tǒng)每100ms捕獲并記錄128位采樣數(shù)據(jù)
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)捕獲和處理時(shí)間為5ms,工作電流為7mA(不包括向存儲(chǔ)器寫入數(shù)據(jù)時(shí)的電流消耗),數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)器在數(shù)據(jù)捕獲和處理期間保持待機(jī)或低功耗模式
當(dāng)捕獲日志被寫入到存儲(chǔ)器時(shí),系統(tǒng)和存儲(chǔ)器都變?yōu)楣ぷ鳡顟B(tài)
假設(shè)系統(tǒng)待機(jī)電流為0.5µA
當(dāng)單片機(jī)內(nèi)核以12兆赫茲的頻率運(yùn)行時(shí),系統(tǒng)有5%的時(shí)間處于工作狀態(tài)
便攜式系統(tǒng)采用3V、1400mAh的LR03電池
 

 

表1:比較FRAM和EEPROM的系統(tǒng)影響總結(jié)
 
表1顯示了向FRAM和EEPROM寫入數(shù)據(jù)所需的能量??梢钥闯鰧?duì)于這種應(yīng)用而言,F(xiàn)RAM消耗的功耗顯著降低。極低功耗深度待機(jī)模式和休眠模式可進(jìn)一步改善功耗,從而進(jìn)一步延長設(shè)備的電池使用壽命。
 
FRAM可提供:
1)近乎無限的耐久度;
2)即時(shí)非易失性;
3)低功耗。
 
使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以將基于ram和ROM的數(shù)據(jù)和功能整合在單個(gè)存儲(chǔ)器中。應(yīng)用通常會(huì)在可執(zhí)行代碼和數(shù)據(jù)任務(wù)之間分配內(nèi)存。
 
基于ROM的技術(shù),包括掩模ROM、OTP-EPROM和NOR閃存,是非易失性的,面向代碼存儲(chǔ)應(yīng)用。NAND閃存和EEPROM也可以用作非易失性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。這些存儲(chǔ)器由于執(zhí)行代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)操作時(shí)性能不佳,因此都需要一些折中方案。它們側(cè)重于降低成本,所以需要在易用性和/或性能方面進(jìn)行權(quán)衡。
 
基于RAM的技術(shù)(如SRAM)可以用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,也可以用作代碼執(zhí)行的工作空間,其速度比較快,不過它的易失性使其僅僅可用于臨時(shí)存儲(chǔ)。
 
便攜式應(yīng)用空間受限,要求使用盡可能少的組件來優(yōu)化性能。即使在電路板空間充足的應(yīng)用中,使用多種存儲(chǔ)器類型也會(huì)導(dǎo)致效率低下,使代碼設(shè)計(jì)復(fù)雜化,并且通常會(huì)消耗更多能量。
 
FRAM的效率與可靠性使之成為能同時(shí)處理代碼和數(shù)據(jù)的單一存儲(chǔ)器技術(shù)。作為存儲(chǔ)器技術(shù),F(xiàn)RAM擁有支持高頻率數(shù)據(jù)記錄操作的耐久度,同時(shí)還能降低系統(tǒng)成本,提高系統(tǒng)效率,并簡化設(shè)計(jì)。
 
富士通FRAM憑借高讀寫耐久性、高速寫入和超低功耗的獨(dú)特特質(zhì),近年來在Kbit和Mbit級(jí)小規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)領(lǐng)域風(fēng)生水起,在各種應(yīng)用領(lǐng)域頻頻“露臉”并大有斬獲,這就是鐵電存儲(chǔ)器FRAM。富士通代理英尚微電子可為客戶提供產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)支持。


本文關(guān)鍵詞: FRAM  

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