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铁电存储长江存储

发布时间: 2022-04-29 01:40:39

A. 铁电存储器就是闪存吗

不是的,原理不同。

B. 铁电存储器的原理

FRAM利用铁电晶体的铁电效应实现数据存储,铁电晶体的结构如图1所示。铁电效应是指在铁电晶体上施加一定的电场时,晶体中心原子在电场的作用下运动,并达到一种稳定状态;当电场从晶体移走后,中心原子会保持在原来的位置。这是由于晶体的中间层是一个高能阶,中心原子在没有获得外部能量时不能越过高能阶到达另一稳定位置,因此FRAM保持数据不需要电压,也不需要像DRAM一样周期性刷新。由于铁电效应是铁电晶体所固有的一种偏振极化特性,与电磁作用无关,所以FRAM存储器的内容不会受到外界条件诸如磁场因素的影响,能够同普通ROM存储器一样使用,具有非易失性的存储特性。
FRAM的特点是速度快,能够像RAM一样操作,读写功耗极低,不存在如E2PROM的最大写入次数的问题。但受铁电晶体特性制约,FRAM仍有最大访问(读)次数的限制。

C. 铁电存储器的读写操作

FRAM保存数据不是通过电容上的电荷,而是由存储单元电容中铁电晶体的中心原子位置进行记录。直接对中心原子的位置进行检测是不能实现的,实际的读操作过程是:在存储单元电容上施加一已知电场(即对电容充电),如果原来晶体的中心原子的位置与所施加的电场方向使中心原子要达到的位置相同,则中心原子不会移动;若相反,则中心原子将越过晶体中间层的高能阶到达另一位置,则在充电波形上就会出现一个尖峰,即产生原子移动的比没有产生移动的多了一个尖峰,把这个充电波形同参考位(确定且已知)的充电波形进行比较,便可以判断检测的存储单元中的内容是“1”或“0”。
无论是2T2C还是1T1C的FRAM,对存储单元进行读操作时,数据位状态可能改变而参考位则不会改变(这是因为读操作施加的电场方向与原参考位中原子的位置相同)。由于读操作可能导致存储单元状态的改变,需要电路自动恢复其内容,所以每个读操作后面还伴随一个"预充"(precharge)过程来对数据位恢复,而参考位则不用恢复。晶体原子状态的切换时间小于1ns,读操作的时间小于70ns,加上"预充"时间60ns,一个完整的读操作时间约为130ns。
写操作和读操作十分类似,只要施加所要方向的电场改变铁电晶体的状态就可以了,而无需进行恢复。但是写操作仍要保留一个"预充"时间,所以总的时间与读操作相同。FRAM的写操作与其它非易失性存储器的写操作相比,速度要快得多,而且功耗小。

D. 铁电存储器有什么型号,有什么容量的,有没有现成的驱动,什么封装

铁电芯片的型号多数以FM24xxxx,FM25xxxx,FM3xxxx为主,容量:串口最小的4K,最大的512K,并口最小的8K,最大的2M。只是单纯的存储,无驱动部分,串口多为SOP-8封装,并口多为贴片,管脚数不一。有任何问题可发邮件到我的Q邮箱 [email protected]

E. 常见的非易失性存储器有哪几种

常见的非易失性存储器有以下几种:

一、可编程只读内存:PROM(Programmable read-only memory)

其内部有行列式的镕丝,可依用户(厂商)的需要,利用电流将其烧断,以写入所需的数据及程序,镕丝一经烧断便无法再恢复,亦即数据无法再更改。

二、电可擦可编程只读内存:EEPROM(Electrically erasable programmable read only memory)

电子抹除式可复写只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory,EEPROM)之运作原理类似EPROM,但是抹除的方式是使用高电场来完成,因此不需要透明窗。

三、可擦可编程只读内存:EPROM(Erasable programmable read only memory)

可利用高电压将数据编程写入,但抹除时需将线路曝光于紫外线下一段时间,数据始可被清空,再供重复使用。因此,在封装外壳上会预留一个石英玻璃所制的透明窗以便进行紫外线曝光。

四、电可改写只读内存:EAROM(Electrically alterable read only memory)

内部所用的芯片与写入原理同EPROM,但是为了节省成本,封装上不设置透明窗,因此编程写入之后就不能再抹除改写。

五、闪存:Flash memory

是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式,允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储,以及在电脑与其他数字产品间交换传输数据,如储存卡与U盘。闪存是一种特殊的、以宏块抹写的EEPROM。早期的闪存进行一次抹除,就会清除掉整颗芯片上的数据。

F. 铁电存储器有什么特点

相对于其它类型的半导体技术而言,铁电存储器具有一些独一无二的特性。传统的主流半导体存储器可以分为两类--易失性和非易失性。易失性的存储器包括静态存储器SRAM(static random access memory)和动态存储器DRAM (dynamic random access memory)。 SRAM和DRAM在掉电的时候均会失去保存的数据。 RAM 类型的存储器易于使用、性能好,可是它们同样会在掉电的情况下会失去所保存的数据。
非易失性存储器在掉电的情况下并不会丢失所存储的数据。然而所有的主流的非易失性存储器均源自于只读存储器(ROM)技术。正如你所猜想的一样,被称为只读存储器的东西肯定不容易进行写入操作
,而事实上是根本不能写入。所有由ROM技术研发出的存储器则都具有写入信息困难的特点。这些技术包括有EPROM (几乎已经废止)、EEPROM和Flash。 这些存储器不仅写入速度慢,而且只能有限次的擦写,写入时功耗大。
铁电存储器能兼容RAM的一切功能,并且和ROM技术一样,是一种非易失性的存储器。铁电存储器在这两类存储类型间搭起了一座跨越沟壑的桥梁--一种非易失性的RAM
铁电存贮器(FRAM)的第一个最明显的优点是可以跟随总线速度(busspeed)写入。
铁电存贮器(FRAM)的第二大优点是几乎可以无限次写入。

G. 铁电存储器FRAM的铁电应用

存储器(FRAM)可以让设计者更快、更频繁地将数据写入非易失性存储器,而且价格比EEPROM低。数据采集通常包括采集和存储两部分,系统所采集的数据((除临时或中间结果数据外)需要在掉电后能够保存,这些功能是数据采集系统或子系统所具有的基本功能。在大多数情况下,一些历史记录是很重要的。
典型应用:仪表 (电表、气表、水表、流量表)、RF/ID、仪器,、和汽车黑匣子、安全气袋、GPS定位系统、电力电网监控系统。 FRAM通过实时存储数据帮助系统设计者解决了突然断电数据丢失的问题。参数存储用于跟踪系统在过去时间内的改变,它的目的包括在上电状态时恢复系统状态或者确认一个系统错误。总的来说,数据采集是系统或子系统的功能,不论何种系统类型,设置参数存储都是一种底层的系统功能。
典型应用: 影印机,打印机, 工业控制, 机顶盒 (Set-Top-Box), 网络设备(网络调制解调器)和大型家用电器。 铁电存贮器(FRAM)可以在数据传递储存在其它存储器之前快速存储数据。在此情况下,信息从一个子系统非实时地传送到另一个子系统去.。由于资料的重要性, 缓冲区内的数据在掉电时不能丢失.,在某些情况下,目标系统是一个较大容量的存储装置。FRAM以其擦写速度快、擦写次数多使数据在传送之前得到存储。
典型应用:工业系统、银行自动提款机 (ATM), 税控机, 商业结算系统 (POS), 传真机,未来将应用于硬盘非易失性高速缓冲存储器。

H. 铁电存储器和eeprom的区别

铁电存贮器(FRAM)快速擦写和非易失性等特点,令系统工程师可以把现有设计中的SRAM和EEPROM器件整合到一个铁电存贮器(FRAM)里,或者简单地作为SRAM扩展。

在多数情况下,系统使用多种存储器类型,FRAM提供了只使用一个器件就能提供ROM,RAM和EEPROM功能的能力,节省了功耗,成本,空间,同时增加了整个系统的可靠性。

最常见的例子就是在一个有外部串行EEPROM嵌入式系统中,FRAM能够代替EEPROM,同时也为处理器提供了额外的SRAM功能。

典型应用:便携式设备中的一体化存储器,使用低端控制器的任何系统。

I. 铁电存储器的存储结构

FRAM的存储单元主要由电容和场效应管构成,但这个电容不是一般的电容,在它的两个电极板中间沉淀了一层晶态的铁电晶体薄膜。前期的FRAM每个存储单元使用两个场效应管和两个电容,称为“双管双容”(2T2C),每个存储单元包括数据位和各自的参考位,简化的2T2C存储单元结构如图2(a)所示。2001年Ramtron设计开发了更先进的"单管单容"(1T1C)存储单元。1T1C的FRAM所有数据位使用同一个参考位,而不是对于每一数据位使用各自独立的参考位。1T1C的FRAM产品成本更低,而且容量更大。简化的1T1C存储单元结构(未画出公共参考位)如图2(b)所示。

J. 铁电存储器的技术特点

首先要说明的是铁电存储器和浮动栅存储器的技术差异。现有闪存和EEPROM都是采用浮动栅技术,浮动栅存储单元包含一个电隔离门,浮动栅位于标准控制栅的下面及通道层的上面。浮动栅是由一个导电材料,通常是多芯片硅层形成的 (如图2所示)。浮动栅存储单元的信息存储是通过保存浮动栅内的电荷而完成的。利用改变浮动栅存储单元的电压就能达到电荷添加或擦除的动作,从而确定存储单元是在 ”1”或“0” 的状态。但是浮动栅技术需使用电荷泵来产生高电压,迫使电流通过栅氧化层而达到擦除的功能,因此需要5-10ms的擦写延迟。高写入功率和长期的写操作会破坏浮动栅存储单元,从而造成有限的擦写存储次数(例如:闪存约十万次,而EEPROM则约1百万次)。
铁电存储器是一种特殊工艺的非易失性的存储器,是采用人工合成的铅锆钛(PZT) 材料形成存储器结晶体,如图3所示。当一个电场被施加到铁晶体管时,中心原子顺着电场停在低能量状态I位置,反之,当电场反转被施加到同一铁晶体管时,中心原子顺着电场的方向在晶体里移动并停在另一低能量状态II。大量中心原子在晶体单胞中移动耦合形成铁电畴,铁电畴在电场作用下形成极化电荷。铁电畴在电场下反转所形成的极化电荷较高,铁电畴在电场下无反转所形成的极化电荷较低,这种铁电材料的二元稳定状态使得铁电可以作为存储器。
特别是当移去电场后,中心原子处于低能量状态保持不动,存储器的状态也得以保存不会消失,因此可利用铁电畴在电场下反转形成高极化电荷,或无反转形成低极化电荷来判别存储单元是在 ”1”或 “0” 状态。铁电畴的反转不需要高电场,仅用一般的工作电压就可以改变存储单元是在 ”1”或 “0” 的状态;也不需要电荷泵来产生高电压数据擦除,因而没有擦写延迟的现象。这种特性使铁电存储器在掉电后仍能够继续保存数据,写入速度快且具有无限次写入寿命,不容易写坏。所以,与闪存和EEPROM 等较早期的非易失性内存技术比较,铁电存储器具有更高的写入速度和更长的读写寿命。