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FRAM Memória Ferroelétrica de Acesso Aleatório (FRAM) não volátil VISÃO GERAL A FRAM (Memória Ferroelétrica de Acesso Aleatório) é uma memória não volátil de alto desempenho e baixo consumo de energia que combina os benefícios de memórias não voláteis convencionais (Flash e EEPROM) com RAM de alta velocidade (SRAM e DRAM). Essa memória universal supera o desempenho das memórias atuais, como EEPROM e Flash, consome menos energia, é bem mais rápida e apresenta resistência superior a múltiplas operações de leitura e gravação. O valor máximo de ciclos de leitura/gravação para Flash e EEPROM é cerca de 100 mil vezes. Com mais de 10 trilhões (10 13 ) de ciclos de leitura/gravação, a vida útil de uma memória FRAM é basicamente ilimitada. Vantagens da FRAM Acesso de alta velocidade: 30 vezes mais rápida que a EEPROM. Alta durabilidade: durabilidade um bilhão de vezes (garantia de 10 12 vezes) superior à da EEPROM. Baixo consumo de energia: consumo de energia 200 vezes menor do que a EEPROM. Excelente resistência antiviolação: os dados gravados na FRAM não podem ser detectados por análise física. Resistência à radiação: a FRAM é altamente resistente a campos magnéticos e radiação. Faixa de temperatura operacional: -40 °C a +85 °C Retenção de dados: dez anos sem bateria. Aplicativos A demanda por FRAM está aumentando rapidamente em muitos aplicativos que exigem alto desempenho, baixo consumo de energia e alta resistência. A FRAM é uma excelente alternativa à EEPROM para aplicações de registro de dados com baixo consumo de energia, onde é essencial evitar qualquer perda de dados, mesmo em casos de falta de energia repentina. Outras aplicações incluem smart cards, RFID, segurança, sistemas industriais, automação industrial e equipamentos de medição. O material ferroelétrico na FRAM é altamente resistente a campos magnéticos e radiação, tornando-a ideal para aplicações nas áreas médica, aeroespacial e alimentícia. A FRAM combina os benefícios de Flash/EEPROM e SRAM/DRAM. SRAM/DRAM FLASH EEPROM FRAM FUJITSU Acesso rápido ilimitado de leitura/ gravação Acesso rápido ilimitado de L/G ROM de acesso a bloco lento Acesso rápido ilimitado de L/G Não volátil Volátil – Requer energia Não volátil Não volátil

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FRAM Memória Ferroelétrica de Acesso Aleatório (FRAM) não volátil

VISÃO GERAL A FRAM (Memória Ferroelétrica de Acesso Aleatório) é uma memória não volátil de alto desempenho e baixo consumo de energia que combina os benefícios de memórias não voláteis convencionais (Flash e EEPROM) com RAM de alta velocidade (SRAM e DRAM).

Essa memória universal supera o desempenho das memórias atuais, como EEPROM e Flash, consome menos energia, é bem mais rápida e apresenta resistência superior a múltiplas operações de leitura e gravação.

O valor máximo de ciclos de leitura/gravação para Flash e EEPROM é cerca de 100 mil vezes. Com mais de 10 trilhões (1013) de ciclos de leitura/gravação, a vida útil de uma memória FRAM é basicamente ilimitada.

Vantagens da FRAM • Acesso de alta velocidade: 30 vezes mais rápida que a EEPROM.

• Alta durabilidade: durabilidade um bilhão de vezes (garantia de 1012 vezes) superior à da EEPROM.

• Baixo consumo de energia: consumo de energia 200 vezes menor do que a EEPROM.

• Excelente resistência antiviolação: os dados gravados na FRAM não podem ser detectados por análise física.

• Resistência à radiação: a FRAM é altamente resistente a campos magnéticos e radiação.

• Faixa de temperatura operacional: -40 °C a +85 °C

• Retenção de dados: dez anos sem bateria.

Aplicativos A demanda por FRAM está aumentando rapidamente em muitos aplicativos que exigem alto desempenho, baixo consumo de energia e alta resistência. A FRAM é uma excelente alternativa à EEPROM para aplicações de registro de dados com baixo consumo de energia, onde é essencial evitar qualquer perda de dados, mesmo em casos de falta de energia repentina. Outras aplicações incluem smart cards, RFID, segurança, sistemas industriais, automação industrial e equipamentos de medição. O material ferroelétrico na FRAM é altamente resistente a campos magnéticos e radiação, tornando-a ideal para aplicações nas áreas médica, aeroespacial e alimentícia. A FRAM combina os benefícios de Flash/EEPROM e SRAM/DRAM.

SRAM/DRAM FLASH EEPROM FRAM FUJITSU

Acesso rápido ilimitado

de leitura/gravação

Acesso rápido ilimitado de L/G

ROM de acesso a bloco lento

Acesso rápido ilimitado de

L/G

Não volátil Volátil –

Requer energia Não volátil Não volátil

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Folheto de FRAM 2

VISÃO GERAL DO PRODUTO A Fujitsu oferece FRAMs standalone e RFIDs baseados em FRAM, bem como COT, fundição e serviços de design personalizados.

FRAM Standalone A FRAM standalone pode ser integrada a qualquer sistema que exija memória não volátil de alta velocidade. Não requer bateria para backup de seus dados, o que confere economia significativa de custo e espaço na placa. Além disso, pode ser usada para armazenar parâmetros como configurações do sistema, configurações gerais e informações de status de dispositivos.

Essas informações podem ser usadas posteriormente para atividades como redefinição de dispositivos, análise de status e ativação de ações de recuperação. O acesso aleatório em termos de bytes torna o gerenciamento da memória mais eficiente.

Esta memória não volátil de alta velocidade é executada como uma RAM. Isto dá aos programadores a flexibilidade de atribuir o mapeamento de memória ROM e RAM de acordo com as suas necessidades. Usuários finais podem programar a FRAM no nível mais baixo para personalizar preferências individuais. A FRAM standalone oferece aos designers a liberdade de explorar e utilizar a FRAM em uma ampla gama de projetos.

Tecnologia FRAM A FRAM armazena informações utilizando a polarização da película ferroelétrica disposta entre dois eletrodos. A estrutura celular da FRAM, que é semelhante à estrutura de transistores e capacitores de uma célula DRAM, não requer as mesmas potências elevadas de programação que o Flash

ou EEPROM precisam para operar. Desta forma, a FRAM oferece armazenamento de dados não voláteis, mas é muito mais eficiente no consumo de energia em relação a outras memórias não voláteis convencionais.

Especificamente, a FRAM usa um filme ferroelétrico como capacitor para armazenar dados. É normalmente utilizado o material PZT (Pb {ZrTi}, que tem uma estrutura semelhante à da perovskita (ABO3.0). Quando um campo elétrico é aplicado, o átomo de Zr/Ti se move para cima ou para baixo, e essa polarização é mantida quando o campo elétrico é removido. É esta propriedade que proporciona a não volatilidade e mantém a energia necessária para o armazenamento muito baixa.

Campo elétrico

:Pb :Zr/Ti :O

Estrutura de célula PZT(/Pb(Zr,Ti)O3)

Número da peça

Densidade da memória

Tensão da fonte de

alimentação

Frequência operacional

(MÁX) Temperatura operacional

Ciclos de leitura/gravação

Retenção de dados garantida PACOTE

Interface I2C MB85RC1MT 1 Mbit 1,8 a 3,6V 3.4 MHz

-40 a +85°C

1013 (10 trilhões) de vezes

10 anos (+85 °C)

SOP-8

MB85RC512T 512 Kbit 1,8 a 3,6V 3.4 MHz 1013 (10 trilhões) de vezes SOP-8 MB85RC256V 256 kbits 2,7 a 5,5 V 1 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8 MB85RC128A 128 kbits 2,7 a 3,6V 1 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8 MB85RC64A 64 kbits 2,7 a 3,6V 1 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8 MB85RC64V 64 kbits 3,0 a 5,5 V 1 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8 MB85RC16 16 kbits 2,7 a 3,6V 1 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8/SON-8MB85RC16V 16 kbits 3,0 a 5,5 V 1 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8 MB85RC04V 4 kbits 3,0 a 5,5 V 1 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8 Interface SPI

MB85RS2MT 2 Mbits 1,8 – 2,7 V 25 MHz

-40 a +85°C

1013 (10 trilhões) de vezes

10 anos (+85 °C)

SOP8 2,7 – 3,6 V 40 MHz DIP8

MB85RS1MT 1 Mbit 1,8 – 2,7 V 25 MHz

1013 (10 trilhões) de vezes SOP8 2,7 – 3,6 V 40 MHz

MB85RS512T 512 Kbit 1,8 – 2,7 V 25 MHz

1013 (10 trilhões) de vezes SOP8 2,7 – 3,6 V 40 MHz

MB85RS256B 256 kbits 2,7 a 3,6V 33 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8 MB85RS128B 128 kbits 2,7 a 3,6V 33 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8 MB85RS64 64 kbits 2,7 a 3,6V 20 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8 MB85RS64V 64 kbits 3,0 a 5,5 V 20 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8 MB85RS16 16 kbits 2,7 a 3,6V 20 MHz 1012 (1 trilhão) de vezes SOP-8/SON-8 Interface paralela MB85R4M2T 4 Mbit (265K x 16) 1,8 a 3,6V 150 ns

-40 a +85°C

1013 (10 trilhões) de vezes 10 anos (+85 °C) TSOP-44 MB85R4001A 4 Mbit (512K × 8) 3,0 a 3,6 V 150 ns 1010 (10 bilhões) de vezes 10 anos (+55 °C) TSOP-48 MB85R4002A 4 Mbit (256K × 16) 3,0 a 3,6 V 150 ns 1010 (10 bilhões) de vezes 10 anos (+55 °C) TSOP-48 MB85R1001A 1 Mbit (128K × 8) 3,0 a 3,6 V 150 ns 1010 (10 bilhões) de vezes 10 anos (+55 °C) TSOP-48 MB85R1002A 1 Mbit (64K × 16) 3,0 a 3,6 V 150 ns 1010 (10 bilhões) de vezes 10 anos (+55 °C) TSOP-48 MB85R256F 256Kbit (32K×8) 2,7 a 3,6V 150 ns 1012 (1 trilhão) de vezes 10 anos (+85 °C) TSOP-28/SOP-28

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Folheto de FRAM 3

Chips de Identificação por Radiofrequência baseado em FRAM (RFID) A indústria não se satisfaz mais com as informações limitadas e inseguras disponíveis por meio de tarjas magnéticas e códigos de barras. Em vez disso, as empresas estão armazenando quantidades maiores de informações (além de simples registros históricos e de rastreamento) dentro de cada produto individual. A rastreabilidade nos diferentes estágios da cadeia de suprimentos é essencial para garantir produtos e serviços de qualidade por meio do monitoramento de cada estágio do processo.

A FRAM é ideal para uso em produtos RFID, onde é essencial manter um alto nível de segurança e baixo consumo de energia. A família de produtos RFID de alta densidade baseados em FRAM da Fujitsu possibilita aplicações robustas de rastreamento. Como a FRAM tem alta tolerância à radiação, esses chips RFID são adequados para diversas aplicações médicas e farmacêuticas, que geralmente empregam esterilização por radiação gama e autoclave.

Vantagens da FRAM e RFID

• Velocidade e alta capacidade: memórias FRAM podem ser gravadas com a mesma velocidade com que são lidas. O acesso de alta velocidade e o baixo consumo de energia tornam o design dos chips RFID de alta capacidade ideal para registro de dados.

• Número quase ilimitado de ciclos de leitura-gravação: com durabilidade para 1012 ciclos de leitura-gravação, a FRAM é mais resistente e adequada para aplicações que exijam regravação frequente.

• Resistência à radiação gama: diferentemente da EEPROM, a FRAM não perde seu conteúdo ao sofrer exposição à radiação. Portanto, as etiquetas RFID baseadas em FRAM são ideais para aplicações do setor médico e alimentício, onde a radiação é utilizada para esterilização. Os dados da FRAM são protegidos contra até 50 kGy de raios gama de esterilização, o dobro da dose utilizada habitualmente.

Aplicações a que se destina • Sistemas de rastreamento logístico

• Dispositivos de registro de dados

• Painéis informativos

• Rastreamento sem fio

• Controle de monitoramento ambiental

Dispositivo de memória FRAM com interfaces SPI sem fio e com fio Os modelos MB97R803A/B e MB89R112 estão disponíveis com duas interfaces: um produto por RFID convencional sem contato e uma interface SPI baseada em contato. Esse dispositivo de dupla interface pode ser implementado como parte de um sistema integrado baseado em microcontrolador. Os dados capturados pelos sensores e MCU podem ser armazenados na memória FRAM. O usuário pode acessar esses dados facilmente, usando a interface com ou sem contato.

Linha de produtos de LSI para etiquetas de RFID da FRAM

Número da peça

Frequência de operação.

Densidade da memória Commands Interface

serial Retenção de

dados garantida Ciclos de leitura/

gravação

MB97R803A/B UHF 860-960MHz 4 Kb ISO/IEC18000-6C EPC C1G2 Ver.1.2.0 — 10 anos (+55 °C) 1010 (10 bilhões) de vezes

MB97R804A/B UHF 860-960MHz 4 Kb ISO/IEC18000-6C EPC C1G2 Ver.1.2.0 SPI 10 anos (+55 °C) 1010 (10 bilhões) de vezes

MB89R118C HF 13,56 MHz 2 KB ISO/IEC15693 — 10 anos (+85 °C) 1012 (1 trilhão) de vezes

MB89R119B HF 13,56 MHz 256 Bytes ISO/IEC15693 — 10 anos (+85 °C) 1012 (1 trilhão) de vezes

MB89R112 HF 13,56 MHz 9 KB ISO/IEC15693 SPI 10 anos (+85 °C) 1012 (1 trilhão) de vezes

Status de ativação

Acelerômetro 3axis FM3 MCU MB9BF506

Placa MCU

Placa da antena

RFIC IC integrado à FRAM

Leitor / gravador

Sensor de iluminação

Sensor de temperatura e umidade

SERIAL (SPI)

RF

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Serviços de Customer-Owned-Tooling (COT ou Ferramentas de propriedade do cliente) e Serviços de Fundição e Design Personalizado para produtos baseados em FRAM Há uma demanda crescente por projetos de cima para baixo, especialmente por parte de empresas com fabricação terceirizada. A Fujitsu apoia ativamente diversas ferramentas de terceiros e oferece aos clientes a oportunidade de incorporar a tecnologia FRAM de próxima geração aos seus produtos. Neste cenário, os clientes projetam a lógica e o layout utilizando suas próprias ferramentas e em conformidade com as regras de processo da Fujitsu. A Fujitsu realiza verificações das regras de projeto, produção da máscara e fabricação de wafers.

Outros serviços técnicos e de suporte à empresa estão disponíveis. Para mais informações e listas de produtos, acesse http://us.fujitsu.com/semi/fram.

CLIENTE FUJITSU

Design da máscara

Wafer ou Chip Produção de wafer

Criação de máscara/retículo

Fornecer kits de design para FRAMRegra de design de máscaraGuia de Desenho e Guia de DesignParâmetro de processoDispositivo analógicoCorrente permitidaParâmetro SPICEAlgum nível de suporte técnico

Serviços de Customer-Owned-Tooling (COT) para Produtos baseados em FRAM

A liderança da FRAM Fujitsu A Fujitsu tem um histórico comprovado de projeto e fabricação de produtos FRAM de alta qualidade e confiabilidade. A Fujitsu foi a primeira empresa do setor a integrar a FRAM na lógica do CMOS em 1998 e a produzir em larga escala em 1999. A Fujitsu, maior fornecedora de FRAM do setor, pode controlar o projeto, a tecnologia do processo e a produção, garantindo um suprimento estável e confiável para atender à crescente demanda por produtos FRAM.

Não volátil

Confiabilidade

FRAMSegurança

Baixa potênciaAlta velocidade

©2014 Fujitsu Semiconductor America, Inc. Todos os nomes de empresas e produtos são marcas comerciais ou registradas de seus respectivos detentores.

Impresso nos E.U.A. FRAM-BR-21437-EN-04/2014

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Comparativo da FRAM com outros dispositivos de memória FRAM EEPROM Flash SRAM

Tipo Não volátil Não volátil Não volátil Volátil

Gravação Método

Sobrescrição Apaga (byte) +

grava

Apaga (setor) +

grava

Sobrescrição

Tempo do ciclo de gravação

150 ns 5 ms 10ms 55 ns

Durabilidade 10 trilhões 100k 100k Ilimitado