帶有串行接口的FRAM RFID LSI

　　鐵電隨機存儲器(FRAM) RFID由于存儲容量大、擦寫(xiě)速度快一直被用作數據載體標簽。內置的串行接口可將傳感器與RFID連接在一起，從而豐富了RFID應用。

　　概述

　　到目前為止，富士通半導體已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了高頻段(13.6MHz)和超高頻段(860 MHz到960 MHz)RFID LSI產(chǎn)品。這些產(chǎn)品最重要的特點(diǎn)就是它們內嵌FRAM。由于擦寫(xiě)速度快、耐擦寫(xiě)次數高，它們已經(jīng)作為數據載體型被動(dòng)RFID LSI而被全世界廣泛采用。

　　大存儲數據載體的優(yōu)勢就是RFID可以記錄可追溯數據，如制造數據、生產(chǎn)數據、物流數據、維護數據等，因此它可用于各種資產(chǎn)、產(chǎn)品和零部件的管理。由于大存儲數據載體具有這些優(yōu)勢，人們希望進(jìn)一步利用FRAM RFID來(lái)連接傳感器等設備。

　　基于這些市場(chǎng)需求，我們開(kāi)發(fā)出了一種帶有串行接口的技術(shù);超高頻段RIFD LSI上的串行外圍接口(SPI)。

　　FRAM FRID LSI的附加值

　　FRAM是一種非易失性存儲器，使用鐵電材料作為數據載體，結合了隨機存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)的優(yōu)勢。作為用在RFID中的非易失性存儲器，電擦除可編程只讀存儲器(E2PROM)已經(jīng)得到廣泛應用，但是當數據被寫(xiě)入時(shí)，E2PROM需要內部升壓電壓，因為數據存儲的原則就是要看是否帶有電子電荷，所以它的寫(xiě)入速度非常慢(需要數毫秒)，耐擦寫(xiě)次數也僅限于10萬(wàn)次。因此，大部分基于E2PROM的RFID LSI都是小存儲容量產(chǎn)品，只適合讀，不適合寫(xiě)。

　　相比較而言，FRAM在寫(xiě)和讀方面的性能一樣好，因為二者的原則一樣。FRAM本身的擦寫(xiě)速度是100納秒，耐讀/寫(xiě)次數是100億次。這就是FRAM RFID為什么可以作為數據載體提供大存儲容量的原因。

　　存儲容量大、擦寫(xiě)速度快的RFID的最重要的優(yōu)勢在于，它可以在自己的存儲器上記錄數據，由此可以將數據處理方式從集中數據管理轉變?yōu)榉稚祿芾?。傳統的E2PROM RFID在很多情況下都采用集中管理的方式，在這種模式下，數據存在了服務(wù)器端，需要與標簽本身的ID相關(guān)聯(lián)。而FRAM RFID可以實(shí)現分散數據管理，數據可以存在標簽上，由此減輕了服務(wù)器的載荷。這種方式尤其適合工廠(chǎng)自動(dòng)化(FA)和維修領(lǐng)域中的生產(chǎn)歷史管理。在工廠(chǎng)自動(dòng)化領(lǐng)域中，有數百個(gè)流程都需要經(jīng)常寫(xiě)入數據;在維修領(lǐng)域中，現場(chǎng)數據確認時(shí)也需要經(jīng)常寫(xiě)入數據，如維修歷史、零部件信息等，這樣就不需要詢(xún)問(wèn)數據服務(wù)器。

　　FRAM的另一個(gè)主要特點(diǎn)，就是在防輻射方面明顯優(yōu)于E2PROM。例如，在醫療設備和包裝、食品或者亞麻布的伽瑪射線(xiàn)滅菌過(guò)程中，存在E2PROM中的數據會(huì )受到放射線(xiàn)的嚴重影響，因為它的數據存儲采用的是電子電荷。而存在FRAM中的數據在高達45kGy的放射水平下仍然不會(huì )受到影響。

　　在RFID LSI上內置串行接口

　　FRAM RFID LSI上已經(jīng)內置了串行接口，為作為數據載體的RFID提供了額外的功能。這種配置的主要特點(diǎn)就是，對于同一個(gè)FRAM存儲區來(lái)說(shuō)，既可以從串行接口進(jìn)入，也可以從RF接口進(jìn)入。

　　通過(guò)串行接口與微控制器(以下將“微控制器”簡(jiǎn)稱(chēng)為“MCU”)相連后，FRAM可以作為MCU的外部存儲，并通過(guò)RF接口進(jìn)入。因此，RFID閱讀器就可以閱讀MCU寫(xiě)過(guò)的存儲數據，而對于MCU來(lái)說(shuō)，就可以閱讀參數數據，如通過(guò)RF接口編寫(xiě)的運行環(huán)境。