摘 要：FM1808是美国Ramtron公司以铁电晶体为材料生产的铁电存储器(FRAM), 其接口电路简单，应用方便。本文介绍了铁电存储器基本原理，以及FM1808的特性，给出了它与USB2.0 单片机CY7C68013的接口应用电路。
关键词：铁电存储器；铁电晶体；USB2.0；接口 1 前言
铁电存储器（FRAM）是最近几年研制的新型存储器，其核心是铁电晶体材料。这就使得FRAM即可以进行非易失性数据存储，又可以像RAM一样操作。其基本原理是：当一个电场加载到铁电晶体材料上，晶阵的中心原子顺着电场的方向在晶体里移动。在原子移动时，它通过一个能量壁垒，从而引起电荷击穿。内部电路感应到电荷击穿并设置存储器。移去电场后，中心原子保持不动，存储器的状态也得以保存。在晶阵中的每个自由浮动的中心原子只有两个稳定状态：一个我们拿来记忆逻辑中的“0”，另一个记忆“1”。中心原子能在常温，没有电场的情况下停留在此状态一百年以上。FRAM存储器不需要定时刷新，掉电后数据立即保存，并具有写入速度快、电压低、耗能小、擦写耐久性高和抗辐照性能好等特点，因而特别适合于对数据采集、写入时间要求很高，且数据储存时间长的场合，已被广泛应用于仪器仪表、航空航天、工业控制系统、网络设备、RF/ID和GPS定位系统等领域。 2 芯片介绍
2.1 FM1808主要特性
FM1808是由Ramtron公司研制的并行接口FRAM，其主要特性如下：
采用32K*8Bit的存储结构；
低电压，使用2.7V-3.6V电源供电；
无限次读写；
掉电数据保存10年；
写数据无延时，以总线速度进行读写，无需页写及数据轮询；
内存访问速度可达70ns；
先进的高可靠性铁电存储方式；
低功耗，小于20uA的静态工作电流，读写操作的功耗相同；
硬件上可将SRAM及EEROM整合进一片FRAM中，提高了系统的集成度。
2.2 FM1808引脚定义
FM18L08-70-P(28脚双列直插)外形图及引脚定义如图1及表1所示。
图1 FM1808外形图及引脚定义 引脚 功能
A0－A14 地址线
DQ0－DQ7 数据线
WE＃ 写允许
OE＃ 输出允许
CE＃ 片选线
VDD 2.7-3.6V
VSS 地 表1 FM1808引脚定义
3 并行硬件接口
在设计基于USB2.0的某型雷达目标模拟跟踪训练器中，由于该训练器是基于USB的具有热插拔的移动设备，经常更换主机，数据读写次数多，且在野外训练时经常出现突然断电等情况，而对于号手的训练状况又要求实时记录，因此选择FM1808作为训练参数存储器。
3.1 FM1808的应用时序 FM1808芯片与SRAM及并口EEPROM管脚兼容，但在操作时序上有一点差异，它要求在每个地址到
来时，必须有唯一的片选信号的下降沿产生。因此CE＃（片选线）不能接地,这与普通的SRAM不同。用单片机的PC7线（见图4）来控制CE＃,可实现芯片的要求。图2、3给出FM1808的有效时序和无效的时序(对普通SRAM两者都可以)。
图2 有效时序
图3 无效时序
3.2 FM1808与CY7C68013单片机的接口电路
CY7C68013属于CYPRESS公司EZ-USB FX2系列的产品，是世界上第一款集成USB2.0的微处理器。EZ-USB FX2芯片包括1个8051处理器、1个串行接口引擎（SIE）、1个USB收发器、8.5KB片上RAM、4KB FIFO存储器以及1个通用可编程接口（GPIF）。
EZ-USB FX2拥有1个独特的架构，其中包括1个智能串行接口引擎（SIE）。它执行所有基本的USB功能，将嵌入式MCU解放出来以用于实现专用的功能，并保证其持续的高性能的传输速率。FX2还包括2个通用可编程接口（GPIF），允许它“无胶粘接”，即可与任何ASIC或DSP进行连接，并且它还支持所有通用总线标准，包括ATA、UTOPIA、EPP和PCMCIA。EZ-USB FX2完全适用于USB2.0，并向下兼容USB1.1。
图4是FM1808与CY7C68013单片机的8位并行硬件接口电路，FM1808的八位数据总线和低八位地址总线接单片机CY7C68013 的PB口，高七位地址总线接PC口的前七位，CE＃接PC口的最后一位，WE＃、OE＃分别接读、写控制线，使用3.3V电源供电。
图4 FM1808与CY7C68013并行接口电路
4 软件实现
由于铁电存储器FM1808与普通的存储器基本一样，不再给出其程序源代码，有兴趣的读者可向作者索要。在某型雷达目标模拟跟踪训练器中，每结束一次模拟训练，均把预先需要存储的数据经过主机处理后，通过USB总线及CY7C68013单片机存入FM1808中。训练一段时间后，把各个模拟训练器中所有雷达号手的训练参数提取出来，用于分析号手的训练情况，并为制定下一步的训练方案提供素材。并可用于纵横比较，建立动态训练档案。
5 结束语
基于USB2.0的某型雷达目标模拟跟踪训练器使用铁电存储器FM1808作为训练参数存储器，又充分利用USB设备的可热插拔特性，使得该模块具有便携式的特点，使用方便，数据存储时间长且安全，在使用过程中取得了较好的效果。
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