基于串行FRAM的固态存储器构建.pdf

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1、第41卷第3期计算机工程2015年3月Vo1．4lNo．3ComputerEngineeringMarch2015·体系结构与软件技术·文章编号：1000-3428(2015)03．0064．07文献标识码：A中图分类号：TP333基于串行FRAM的固态存储器构建张小呜，宋磊(常州大学信息科学与工程学院，江苏常州213164)摘要：为简化嵌入式系统利用NAND闪存保存大容量数据的设计复杂性，提出一种利用铁电随机存储器(FRAM)构建固态存储器实现快速高效存取的方法。制定串行FRAM与RAM相结合的最优存储协议，给出查询存储器块的概念和串行FRAM存储

2、数据的快速查询算法，介绍串行FRAM与RAM相结合的存储协议和FM24W256的块读写算法。51单片机的电机驱动总成载重测试仪设计与工业性实验结果表明，利用FRAM设计的固态存储器，具有软硬件开销小、存取速度快、实现简单可靠的特点，能满足嵌入式系统长期存储的要求。关键词：固态存储器；铁电随机存储器；存储协议；I2C总线；数据查询；块读／写中文引用格式：张小呜，宋磊．基于串行FRAM的固态存储器构建[J]．计算机工程，2015，41(3)：64—7O．英文引用格式：ZhangXiaoming，SongLei．ConstructionofSolid—st

3、ateMemoryBasedonSerialFRAM[J]．ComputerEngineering，2015，41(3)：64-70．ConstructionofSolid．stateMemoryBasedonSerialFRAMZHANGXiaoming，SONGLei(CollegeofInformationScienceandEngineering，ChangzhouUniversity，Changzhou213164，China)【Abstract】InordertosimplifythedesigncomplexityofusingNAND

4、flashstoragetosavemassdatainembeddedsystems，amethodofconstructingsolidstatememoryusingFerroelectricRandomAccessMemory(FRAM)toachievefastandefficientaccessispresented．TheoptimalprotocolofthecombinationofserialFRAMandRAMisdeveloped．Theconceptofmemoryblockqueryandfastqueryalgorith

5、mofserialFRAMdatastorageareproposed．ThestorageprotocolofthecombinationofserialFRAMandRAMandthealgorithmofblockread／writeareintroduced．Thedesignofmotordrivesystemloadtesterbasedon51singlechipmicrocomputerandindustrialtestsshowthatthesolidstatememorydesignedbyferroelectricmemoryh

6、assmallersoftwareandhardwareoverhead，fasteraccessspeed，therealizationofsimpleandreliable．Itmeetsthelong—termstoragerequirementsofembeddedsystems．【Keywords】solidstatememory；FerroelectricRandomAccessMemory(FRAM)；storageprotocol；I2Cbus；dataquery；blockread／writeDOI：10．3969／j．issn．1

7、000—3428．2015．03．012擦写有限次(约100万次)，容量兆比特级，适合大数1概述据量的快速、频繁存储。铁电存储器(Ferroelectric目前嵌入式系统扩展固态(不易失)存储器的类RandomAccessMemory，FRAM)是一种兼备随机存型主要有3种：EEPROM存储器，NANDFLASH存储器和非易失性存储器特性的高性能不易失存储储器，FRAM存储器。这3种固态存储器各有优缺器，字节存取速度快(串行FRAM为微妙级～毫秒点，应用场合不尽相同。EEPROM的字节存取速度级，并行FRAM为纳秒级)，功耗极低(微安级)，可慢(毫秒

8、级)，写入一般需要5ms～10ms的等待数擦写无限次(100兆以上，即10次)，容量千比特级，据写入时间，功