F-RAM與BBSRAM功能和系統設計之比較

　　應用實(shí)例

　　F-RAM廣泛用于計量、計算、工業(yè)、科研和醫療領(lǐng)域的各種要求嚴苛的場(chǎng)合。F-RAM的獨特性質(zhì)，使它特別適合用于廣范的關(guān)鍵性任務(wù)諸如:電信應用(如橋接、路由器和電信交換機) 和要求高可靠性和可用性的工業(yè)應用中，作為BBSRAM的替代器件。以下將通過(guò)兩個(gè)應用實(shí)例來(lái)說(shuō)明BBSRAM 和 F-RAM之間的差異：

　　電信系統：大多數電信和網(wǎng)絡(luò )設備都帶有一個(gè)串行“控制端口”，用以進(jìn)行初始化配置。附加配置可通過(guò)基于網(wǎng)絡(luò )的遠程登錄或通過(guò)該串行控制端口完成。

　　BBSRAM通常為設備提供永久性存儲，以存儲系統配置腳本、補丁和可重寫(xiě)日志等信息：

　　● 保存路由器模塊最后復位以來(lái)的配置變化。

　　● 集成硬件修改與識別信息的永久性存儲，并記錄LAN接口的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)地址。

　　舉例，當路由器啟動(dòng)時(shí)，便會(huì )從閃存拷貝到操作系統，并從BBSRAM拷貝整個(gè)配置設置參數到SDRAM，直至路由器關(guān)斷。然后，它們會(huì )配置接口，并構建自己的路由表。當路由器有足夠信息確定數據包的發(fā)送目的地時(shí)，便會(huì )開(kāi)始轉發(fā)數據包。

　　BBSRAM是一種采用了額外電路和封裝的標準易失性SRAM。去掉外部電源時(shí)，器件便會(huì )切換到電池供電模式，以維持存儲的數據。雖然SRAM也可以通過(guò)與大型電池連接變成非易失性的存儲器，但因為電池的壽命始終有限，所以BBSRAM子系統并不是真正的非易失性器件。另外，這些子系統還可能因電池泄漏、受到撞擊、電池老化等等事故而出現故障。

　　在當前的任務(wù)關(guān)鍵性設備中，電池被用來(lái)在特殊的工作環(huán)境條件下維持設備的使用壽命。在有些情況下，它是無(wú)法進(jìn)行現場(chǎng)更換的。隨著(zhù)系統復雜性的增加，市場(chǎng)對更大電池容量的需求在增長(cháng)。BBSRAM因其尺寸、可靠性和成本競爭力方面的局限性，已逐漸成為日漸式微的選擇。

　　相反地，在電信和網(wǎng)絡(luò )領(lǐng)域，F-RAM能夠提供以下優(yōu)勢：

　　● 以SRAM十分之一的外形尺寸提供相同的快速隨機訪(fǎng)問(wèn)性能;

　　● 無(wú)需電池維護;

　　● 與其它非易失性存儲器相比，故障點(diǎn)最少;

　　● 比BBSRAM 解決方案的成本低。

　　工業(yè)系統：BBSRAM常用于工廠(chǎng)自動(dòng)化等工業(yè)應用中：

　　● 保存完整的機器設置參數，以控制機器工作;

　　● 保存工藝歷史記錄，當供電恢復時(shí)即刻繼續運作，確保最少中斷;

　　● 為以下更高級別的管理系統收集數據：監控和數據采集 (SCADA)，制造執行系統 (MES)，分布式控制系統(DCS) 。

　　工業(yè)環(huán)境下設備的典型壽命通常在10 到 20年左右。而這些應用要求非常高的可用性和可靠性，以盡量減小計劃以?xún)燃耙酝獾木S護運作成本，例如是由停機或損失的生產(chǎn)時(shí)間所造成的高昂成本。

　　鑒于BBSRAM子系統有以下幾方面的缺陷，因而不太適合于某些應用：

　　● 占位面積和高度：不可用于微米/納米PLC。

　　● 可靠性：大量潛在故障點(diǎn)，本身易受撞擊和震動(dòng)的影響，負電壓尖刺可能擦除SRAM 上的內容，電池壽命問(wèn)題。

　　● 數據安全性：關(guān)鍵數據可能被篡改。

　　● 安全性問(wèn)題：在安全環(huán)境中也可能發(fā)生爆炸。

　　● 擁有成本高：棄置成本相當高 – 電池的棄置方法必須符合相關(guān)規范，電池維護和停機時(shí)間所導致的高成本，制造復雜性(業(yè)界目前采用的一次性電池無(wú)法經(jīng)受回流焊工藝等)。

　　在這些應用中，F-RAM以其高成本效益和高性能，以及對環(huán)境的影響小等優(yōu)勢，逐漸成為BBSRAM的一種替代方案。

　　結語(yǔ)

　　F-RAM 和 BBSRAM存儲器都具有特定應用所需的重要特性。通過(guò)比較這兩種存儲器的功能性和設計優(yōu)勢，可清晰看出F-RAM能夠提供更環(huán)保的設計選擇、更大的設計靈活性、長(cháng)期成本優(yōu)勢，以及更低的功耗及系統維護成本。F-RAM解決方案無(wú)需，為設計工程師提供了一個(gè)真正面向未來(lái)的選擇，有助于減少環(huán)境污染，提高成本效益。

　　在評估F-RAM存儲器是否是BBSRAM的可行替代方案或新設計的最佳選擇時(shí)，系統設計人員應該考慮到以下事項：

　　● 系統設計受阻于電池在尺寸、焊接工藝方面的限制嗎?

　　● BBSRAM 系統需要頻繁或成本高昂的現場(chǎng)維護嗎?

　　● 設計是否易受潮濕、撞擊或震動(dòng)的影響?

　　● 存在性能可靠性問(wèn)題嗎?

　　● 功耗和節能是否為重要考慮因素?

　　● 有嚴格的功率預算嗎?

　　● 設計必須遵循嚴格的環(huán)保規范嗎?

　　● 電池處理方面有潛在問(wèn)題嗎?

　　● 電池存在泄漏問(wèn)題嗎?

　　上述考慮事項將幫助工程師在F-RAM 和 BBSRAM二者間做出明智的選擇。