FRAM
Memória Ferroelétrica de Acesso Aleatório (FRAM) não volátil
VISÃO GERAL
Vantagens da FRAM
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).
• Acesso de alta velocidade: 30 vezes mais rápida que a EEPROM.
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.
• Excelente resistência antiviolação: os dados gravados na
FRAM não podem ser detectados por análise física.
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.
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
A FRAM combina os benefícios de Flash/EEPROM e SRAM/DRAM.
• 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.
• 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.
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
Campo
elétrico
estrutura celular da FRAM, que
é semelhante à estrutura de
transistores e capacitores de
uma célula DRAM, não requer
:Pb
:Zr/Ti
:O
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.
Estrutura de célula PZT
(/Pb(Zr,Ti)O3)
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.
Densidade da
memória
Tensão da
fonte de
alimentação
Frequência
operacional
(MÁX)
1 Mbit
1,8 a 3,6V
3.4 MHz
1013 (10 trilhões) de vezes
SOP-8
MB85RC512T
MB85RC256V
MB85RC128A
MB85RC64A
MB85RC64V
MB85RC16
MB85RC16V
MB85RC04V
Interface SPI
512 Kbit
256 kbits
128 kbits
64 kbits
64 kbits
16 kbits
16 kbits
4 kbits
1,8 a 3,6V
2,7 a 5,5 V
2,7 a 3,6V
2,7 a 3,6V
3,0 a 5,5 V
2,7 a 3,6V
3,0 a 5,5 V
3,0 a 5,5 V
3.4 MHz
1 MHz
1 MHz
1 MHz
1 MHz
1 MHz
1 MHz
1 MHz
1013 (10 trilhões) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
SOP-8
SOP-8
SOP-8
SOP-8
SOP-8
SOP-8/SON-8
SOP-8
SOP-8
MB85RS2MT
2 Mbits
MB85RS1MT
1 Mbit
MB85RS512T
512 Kbit
MB85RS256B
MB85RS128B
MB85RS64
MB85RS64V
MB85RS16
Interface paralela
MB85R4M2T
MB85R4001A
MB85R4002A
MB85R1001A
MB85R1002A
MB85R256F
256 kbits
128 kbits
64 kbits
64 kbits
16 kbits
1,8 – 2,7 V
2,7 – 3,6 V
1,8 – 2,7 V
2,7 – 3,6 V
1,8 – 2,7 V
2,7 – 3,6 V
2,7 a 3,6V
2,7 a 3,6V
2,7 a 3,6V
3,0 a 5,5 V
2,7 a 3,6V
25 MHz
40 MHz
25 MHz
40 MHz
25 MHz
40 MHz
33 MHz
33 MHz
20 MHz
20 MHz
20 MHz
1,8 a 3,6V
3,0 a 3,6 V
3,0 a 3,6 V
3,0 a 3,6 V
3,0 a 3,6 V
2,7 a 3,6V
150 ns
150 ns
150 ns
150 ns
150 ns
150 ns
Número da
peça
Interface I2C
MB85RC1MT
4 Mbit (265K x 16)
4 Mbit (512K × 8)
4 Mbit (256K × 16)
1 Mbit (128K × 8)
1 Mbit (64K × 16)
256Kbit (32K×8)
Temperatura
operacional
-40 a +85°C
-40 a +85°C
Ciclos de leitura/
gravação
Retenção de
dados garantida
10 anos (+85 °C)
1013 (10 trilhões) de vezes
SOP8
DIP8
1013 (10 trilhões) de vezes
SOP8
1013 (10 trilhões) de vezes
10 anos (+85 °C)
1013 (10 trilhões) de vezes
1010 (10 bilhões) de vezes
1010 (10 bilhões) de vezes
1010 (10 bilhões) de vezes
1010 (10 bilhões) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
SOP8
SOP-8
SOP-8
SOP-8
SOP-8
SOP-8/SON-8
1012 (1 trilhão) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
1012 (1 trilhão) de vezes
-40 a +85°C
PACOTE
10 anos (+85 °C)
10 anos (+55 °C)
10 anos (+55 °C)
10 anos (+55 °C)
10 anos (+55 °C)
10 anos (+85 °C)
TSOP-44
TSOP-48
TSOP-48
TSOP-48
TSOP-48
TSOP-28/SOP-28
Folheto de FRAM 2
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.
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.
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.
Placa MCU
Acelerômetro 3axis
FM3 MCU MB9BF506
Placa da antena
Status de ativação
• 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.
Leitor / gravador
SER
IAL
(SP
I)
RFIC IC integrado
à FRAM
Sensor de temperatura
e umidade
Sensor de iluminação
RF
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
Folheto de FRAM 3
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.
Serviços de Customer-Owned-Tooling (COT)
para Produtos baseados em FRAM
CLIENTE
FUJITSU
Design da máscara
Fornecer kits de design para FRAM
Regra de design de máscara
Guia de Desenho e Guia de Design
Parâmetro de processo
Dispositivo analógico
Corrente permitida
Parâmetro SPICE
Algum nível de suporte técnico
Criação de máscara/retículo
Wafer ou Chip
Produção de wafer
Outros serviços técnicos e de suporte à empresa estão disponíveis.
Para mais informações e listas de produtos, acesse
http://us.fujitsu.com/semi/fram.
Comparativo da FRAM com outros dispositivos de memória
Não volátil
Confiabilidade
Segurança
FRAM
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
10 trilhões
100k
100k
Ilimitado
Durabilidade
Alta velocidade
Baixa potência
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.
FUJITSU SEMICONDUCTOR AMERICA, INC.
1250 E. Arques Avenue, M/S 333, Sunnyvale, CA 94085-5401
Tel: (800) 866-8608 Fax: (408) 737-5999
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