摘要：FM3808是Ramtrom公司生產(chǎn)的新型超低功耗非易失鐵電存儲(chǔ)器，該器件可支持對(duì)存儲(chǔ)區(qū)的高速讀寫(xiě)，并可進(jìn)行近乎無(wú)限次的寫(xiě)入。FM3808內(nèi)部除具有256kB的存儲(chǔ)陣列外還集成了實(shí)時(shí)時(shí)鐘和系統(tǒng)監(jiān)控模塊，因而功能十分強(qiáng)大。文中介紹了FM3808的性能特點(diǎn)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理，分析了TMS320VC5402 DSP的并行引導(dǎo)裝載模式。給出了DSP與FM3808組成的并行引導(dǎo)接口方案。
關(guān)鍵詞：鐵電存儲(chǔ)器 數(shù)字信號(hào)處理器 并行引導(dǎo)裝載模式 FM3808
1 引言
鐵電存儲(chǔ)器（FRAM）是Ramtron公司近年推出的一款掉電非易失性存儲(chǔ)器，它的核心技術(shù)是鐵電晶體材料。這一特殊材料的運(yùn)用使鐵電存儲(chǔ)器可以同時(shí)擁有隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體（RAM）和非易失存儲(chǔ)器的綜合特性。與EEPROM相比，F(xiàn)RAM可以總線速度寫(xiě)入數(shù)據(jù)，且在寫(xiě)入之后不需要任何延時(shí)等待。面EEPROM的慢速和大電流寫(xiě)入使其需要用高出FRAM2500倍的能量去寫(xiě)入每個(gè)字節(jié)。同時(shí)，F(xiàn)RAM有近乎無(wú)限次的寫(xiě)入壽命，而且價(jià)格比相同容量的不揮發(fā)鋰電SRAM低很多，因此，F(xiàn)RAM特別適合那些對(duì)數(shù)據(jù)采集、寫(xiě)入時(shí)間要求很高的場(chǎng)合。自FRAM問(wèn)世以來(lái)，已憑借其各種優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于測(cè)量和醫(yī)療儀表、航空航天、門禁系統(tǒng)和汽車黑匣子等系統(tǒng)之中。

2 主要特性有內(nèi)部結(jié)構(gòu)
FM3808是一款存儲(chǔ)容量為32k×8bits的新型FRAM（減16字節(jié)），它具有高速讀寫(xiě)、超低功耗和無(wú)限次讀寫(xiě)等特性。其主要特點(diǎn)如下：
*采用32752×8位存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；
*讀寫(xiě)次數(shù)高達(dá)10 11次，具有10年的數(shù)據(jù)保存能力；
*最快并行讀取速度為70ns，寫(xiě)入無(wú)延時(shí)；
*具有實(shí)時(shí)時(shí)鐘和日歷功能，時(shí)鐘寄存器在地址空間的最上16字節(jié)處；
*外部供給后備電源，提供32.768kHz的時(shí)間記錄晶振；
*具有可編程的實(shí)時(shí)、日歷時(shí)鐘和報(bào)警時(shí)間；
*可編程的看門狗定時(shí)器；
*可編程的電源監(jiān)控模塊。
FM3808芯片上集成了了三種不同的功能：32k×8B的存儲(chǔ)單元、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、日歷功能、系統(tǒng)監(jiān)控功能。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

3 FM3808功能說(shuō)明
3．1 FM3808實(shí)時(shí)時(shí)鐘操作
實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）由晶體振蕩器、時(shí)鐘分頻器和一個(gè)系統(tǒng)寄存器組成。晶體振蕩只有在控制寄存器器（7FF8h）的第7位設(shè)置為0時(shí)才能開(kāi)始工作，時(shí)鐘分頻器將32.768kHz的信號(hào)分頻成1kHz，并以秒為單位來(lái)計(jì)數(shù)，可以用標(biāo)志寄存器（7FF0h）并通過(guò)設(shè)置R和W來(lái)對(duì)各實(shí)時(shí)鐘寄存器進(jìn)行讀和寫(xiě)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘需要提供電源才能工作，當(dāng)供電電壓VDD下降到低于補(bǔ)給電壓VBAK時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電源由VBAK供給。對(duì)于FM3808來(lái)說(shuō)，用戶可以選擇用電流做電源，也可以選擇用電容來(lái)完成供電。使用1000μF的電容時(shí)，其供電時(shí)間可達(dá)30分鐘，若使用0.4μF的電容，則供電時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)240小時(shí)。
當(dāng)標(biāo)志寄存器的第2位（CAL）設(shè)置成1時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘進(jìn)入校準(zhǔn)模式。在校準(zhǔn)栻上，INT引腳將輸出512Hz的方波，用戶可以通過(guò)測(cè)量INT腳偏離512Hz的誤差來(lái)進(jìn)行時(shí)鐘校準(zhǔn)，校準(zhǔn)誤差由用戶寫(xiě)入到7FF8h單元。在進(jìn)行完時(shí)鐘校準(zhǔn)以后，在校準(zhǔn)溫度下每月的最大誤差為±4.34ppm分，通過(guò)置CAL位為0可退出時(shí)鐘校準(zhǔn)模式。
3．2 FM3808監(jiān)控操作
系統(tǒng)監(jiān)控主要包括：報(bào)警功能、看門狗定時(shí)器、電源監(jiān)控器和系統(tǒng)中斷。
報(bào)警功能是把應(yīng)用編程寫(xiě)入的時(shí)間值和系統(tǒng)相應(yīng)的值進(jìn)行對(duì)比，如果匹配，就通過(guò)INT產(chǎn)生中斷并設(shè)置相應(yīng)的標(biāo)志位AF為1。報(bào)警功能提供有四種匹配值，分別為秒、分、時(shí)、日，通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的位為0可選擇對(duì)比位。
看門狗定時(shí)器由可裝載計(jì)數(shù)器和自由運(yùn)行的計(jì)數(shù)器組成，看門狗定時(shí)器的工作頻率為32Hz，此時(shí)晶振OSCEN必須設(shè)置為0。定時(shí)器溢出值存放在7FF7h。系統(tǒng)上電時(shí)會(huì)自動(dòng)將溢出值加載到裝載寄存器，此時(shí)自由運(yùn)行計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)時(shí)。當(dāng)計(jì)數(shù)器的值與裝載值之前，可以通過(guò)設(shè)置WDS位為1來(lái)重新裝載溢出值，而此時(shí)不會(huì)有中斷產(chǎn)生。

電源監(jiān)控功能是將VDD與三個(gè)門電壓相比比較。這三個(gè)門電壓分別為中斷門電壓VINT、存儲(chǔ)器停止門電壓VLO、外部供給電壓VBAK。當(dāng)VDD達(dá)到不同的電壓門限時(shí)，F(xiàn)M3808內(nèi)相應(yīng)的功能將停止工作。FM3808共可產(chǎn)生四個(gè)外部中斷：看門狗中斷、報(bào)警時(shí)鐘中斷、電源低電壓中斷和供給電源中斷。
3．3 FM3808存儲(chǔ)器操作
FM3808邏輯上可以分成32768×8位存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，最上面的16字節(jié)分給了實(shí)地時(shí)鐘的寄存器。FM3808通過(guò)并行口與外部微處理器進(jìn)行接口，其操作與SRAM十分類似。FM3808半存儲(chǔ)單元分成32個(gè)塊，每塊由256行和4列即1k×8的結(jié)構(gòu)組成。其中A0~A7為行選擇線，A8~A9為列選擇線，A10~A14為塊選擇線。FM3808芯片的CE不能接地，這與普通SRAM不同。FM3808的讀取過(guò)程是這樣的：在CE的下降沿，地址信號(hào)被鎖存，并啟動(dòng)一個(gè)讀周期，此后即使CE發(fā)生變化也不會(huì)影響這個(gè)周期的完成。由于FM3808需要在CE的下降沿才能鎖存地址信號(hào)，所以不能被CE接地，有效