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1、铁电存储器FM1808铁电存储器FM18-08铁电存储器是Ramtron公司近年来推出的一款掉电不挥发存储器,它结合了高性能和低功耗的操作,能在没有电源的情况下保存数据.FRAM克服了EEPROM和Flash写入时间长,擦写次数少的缺点.其价格又比相同容量的不挥发锂电SRAM低很多.已在工控仪表,办?胡鹏胥少卿公复印机,高档服务器等系统中应用,具有广阔的应用前景.本文介绍一种并行接口铁电存储器FM1808的特点.同时根据某军用装备中数字信号处理系统对该存储器的应用实例,给出了一种双CPU模拟读写时序控制铁电的设计方案.实现了软件根据数据处理速度需要控制铁电存储的系统设计.1.FM1808铁电存
2、储器FMI808是Ramtron公司近年推出的一款低电压,容量为32K8bitsFRAM,其主要特点如下:并行接口;提供SOIC和DIP两种封装;功耗低,静态电流小于15A,读写电流小于lOmA;非易失性,附衰瞥脚说明BDR数据输入BDX数据输出BCL接收数据位时钟BCLl.(发送数据位时钟BFSR接收数据帧时钟BFSX发送数据帧时钟BCLKS外部提供的采样率发生嚣时钟源步的,即可将发送数据帧时钟(BFSX)用作从器件使能(即SCS),而将发送数据位时钟(BCLKX)用作SPI协议中SCK.由于接收数据位时钟(BCLKR)和接收数据帧时钟(BFSR)在内部与分别BFSX和BCLKX是相连的,因
3、此,该管脚不能用于SPI模式.INTR是MBF200的指纹自动电路的输出信号,作为中断请求信号,它与DSP的INT0相连.当McBSP被配置为一个主设备时,发送输出信号(BDX)被用作SPI协议的MOSI信号,而接收输入信号(BDR)则被用作MISO信号.McBSP用作主设备时与MBF20的SPI接口如图aN示.DSP的MasterS1aveINT0INTRCLKXScI【BDXMOSIDSP犯F2O0BDRMISOXFSCS图3CLKX用作SPI的串行位同步时钟;BDX用作SPI的主控制器的输出;BDR用作SPI的主控制器的输入;BFSX用作SPI的串行帧同步信号.当5402的McBSP被用
4、于时钟停止模式,并且设置CLKSTP=10,CLKXP=1时,McBSP的SPI时序与MBF200的时序吻合,如图4所示.图4软件设计按照图5所示的软件流程图的各个环节,给出以下的程序:图51,系统上电:MBF200会自动重启,进入预定状态;2,DSP初始化;3,MBF200初始化.以下是DSP对MBF200进行初始化的几个重要的子程序:Write8Bit(intDm)/MCBSP口的8位数据输出Read8Bit(intData)/MCBSP口的8位数据输入WriteReg(intREG,intData)Write8Bit(Cmd);/发送寄存器写命令字节,写命令0x02,读命令0x03?41
5、?电子世界2005年2期WfiteSBit(REG),/_寄存器地址字节WriteSBit(Data);/发送寄存器内容字节MBF_Init0WriteReg(PGC,OxO6);WriteReg(DTR,0x3F);WriteReg(DCR,OxO1);WriteReg(THR,Ox2C);WriteReg(CTRLB,OxO1);使能阵列,AD及时钟WriteReg(ISR,0x03);清除所有未决中断WriteReg(ICR,0x59);打开自动检测4,参数调整,调整PGC,DTR,DCR三个寄存器的值以获得最佳质量的图像.Adjust(MBF_pgc,MBF_dtr,MBF_DCR1W
6、riteReg(PGC,MBF_pgc);WriteReg(DTR,MBF_dtr);WriteReg(DCR,MBF_dcr);PGC,DTR,DCR这三个参数的设置十分重要,而且这三个参数的设置十分灵活,正是这一点保证了MBF200能在各种环境中正常工作.小结本文在介绍了MBF200的基本特点与工作原理之后,详述了MBF200-种典型应用.本文已经显示了MBF200应用于嵌入式系统的优势.在本文的典型应用中,如果加入嵌入式的指纹识别算法,将会产生一个物美价廉的指纹识别系统.一图12.引脚说明附表为FM1808各个引脚的功能.附裹名称类型功描述地址OqO一7t据片进.下降黯有麓量在生写位能电
7、入接地(1)片选使能端(西),低电平有效,用于对器件的选择控制.与众不同的是,茌端在下降沿对地址数据进行锁存,同时选通器件.如果地址数据在西端呈稳定状态时改变,将会被忽略,不会记录在铁存中.(2)写使能端(丽),低电平有效,在地址数据被锁存后,将数据总线上的数据写入铁存.读操作时必须保持高电平.(3)读使能端(6巨),控制把数据放到I/O总线上.写操作时必须保持高电平.f4】地址端口(A0A14),15根地址线用以选择铁存中32768个字节单元中的任一个.,(5)数据端口(DOD7),8根数据线,双向用于记录数据进出铁存.3.读/写操作FM1808的读操作开始于西的下降沿,在这个时刻,地址被锁
8、存同一个内存周期被初始化.一旦开始,一个完整的内存周期将在内部完成,即使西被置为无效.在访问时间满足后数据在总线上可用.FM1808支持西和控制的写周期,在所有情况下,地址在西的下降沿被锁存.在西控制的写操作中,礴号在开始内存周期前被设置,就是说,在西下降时为低电平,在这种情况下,器件开始一个写操作周期,不管处于何种状态,FM1808都不会驱动数据总线.在面巨控制的写周期中,内存周期在西的下降沿开始,号在西产生下降沿后才下降,这样,内存周期作为读开始,数据总线是否被驱动取决于鳓状态.4.注意事项使用FM1808进行电路设计时必须注意以下两点:1.并口FRAM在芯片使能端西的下降沿锁存每个地址,
9、这样就允许在每一次内存存取周期开始之后改变地址总线,每次存取都需要在西下降沿锁存地址,故使用时不能将西引脚直接接地.每次存取都必须确保西产生一次由高向低的跃变,图2示出了FM1808的信号时序关FRAM信号时序干扰处理后将数据信号送铁电存储器进行记录.当兵器处于作战状态时,铁电存储器呈读出状态.此时,系统将仍根据传感器采集的地址从存储器中读出在标定状态下记录的射角数据值.单片机会将读出的数据与传感器适时采集的两组数据送逻辑系统进行分析处理.至于何时需要分析结果,则由单片机根据外部控制命令接口传来的用户指令决定.铁电存储器的读写控制方面,由于西,吓降效厂_-,厂该系统的地址信号与数据信号来源于不
10、图2系,它与SRAM信号时序不同,需要注意两者西端操作的不同之处.(2)FRAM对工作电源的波动范围要求比较严格.当Vee端电压突然下降,在没有掉到0.7V之前又恢复正常,这种现象称之为FRAM的不完全掉电.FRAM在不完全掉电情况下,很容易产生数据出错的现象.为此在电路上增加掉电检测电路,在掉电检测电路发现电源异常时,掉电检测电路会输出一个高电平,使一个连接在电源端的三极管9013导通,FRAM的Vee端的电压被三极管对地放电,很快就会跌到0V,因为这个时间很短,避免了FRAM出现不完全掉电现象,从而保证了芯片不会出现死锁的现象,可以解决不完全掉电造成数据丢失的问题.5.在数据信号处理中的应
11、用图3是一种采用铁电存储器为数字信号记录介质的某兵器信号处理系统的应用原理框图.无敏HFMI808器恒传感器lllI=:=三:外部控制命令接口执行机构在该系统中,由无接触式磁敏传感器工作组对某兵器标定状态下的射击参数值进行采集并数字化后,输出两组数据,其中一组数据作为地址记录该兵器的方位角角度值,另一组将作为数据记录高低角度值.由单片机对数据进行抗?42?电子世界2005年2期同的传感器组,需要进行数据同步处理,才能准确送到存储器进行记录.为防止数据处理过程中因不同步而造成的数据信号丢失,一改铁存的硬件连接控制方法,采用双CPU软件模拟读写时序的控制方法(如图4所示),单片机之间通过握手信号协调时序关系,将接收到的数字信号进行平滑,滤波,判误等抗干扰处理后,将地址,数据分时准确送至存储器进行记录.单片机写操作流程图见图4.地址信号处理图4赣据信号处基6.结论铁电存储器是数据信号处理系统中的记忆部分,对它的希望就是读写速度快,容量大以及操作方便.通过对Ramtron公司新一代铁电存储器FM1808进行的研究表明:FM1808器件与系统的接口十分简单,操作灵活方便,数据存储可靠性高,使用寿命长,且该产品已经有6大系列,20多个品种,存储容量从4Kb到256Kb不等.除具备上述优异的特性外,各型号还有自身的许多优点,在存储领域具有广阔的应用前景.