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极低功耗等优势助推富士通FRAM在智能水/气表中锋芒毕露

在计量仪表行业,水表气表目前仍是不同于电表的一个蓝海市场,对成本的敏感度远低于对功耗的敏感度,正是因为这一特点,使得FRAM这一无电

在计量外表职业,水表/气表现在仍是不同于电表的一个“蓝海”商场,对本钱的敏感度远低于对功耗的敏感度,正是由于这一特色,使得FRAM这一无电池存储技能在无论是通讯单元(中继)仍是计量单元都得到越来越多的运用。

而在深圳最近举行的2015智能水/气计量及管网执行力论坛(WATER&GAS METERING China2015)上,富士半导体的展台人头攒动,业界对这一新式存储技能的重视可见一斑,FRAM在电表范畴的成功很快将延伸到一颗电池要用10-15年的水/气表中,乃至有过之而无不及。

富士通半导体FRAM产品我国商场负责人、商场部高档司理蔡振宇进一步剖析了个中要素:比较电表的智能化程度,水表/气表的电子化和智能化还归于刚刚起步,因此商场空间巨大,特别是为建造节水型社会,国家相关部分已明确提出用水要全面实施阶梯收费,水表改造的推进完成将快速推进数据存储等电子元件在水表/气表中的运用;别的,人口盈利消失和劳动力本钱不断上升正推进长途抄表体系的布置,水表/气表的智能化程度有必要也正在不断说到,这也会带动存储器的运用,特别是读写寿数长、功耗极低有利于延伸电池运用寿数的FRAM将有极大的用武之地。

富士通半导体作为此次论坛的重要赞助商,除了展出十分合适水表/气表及工业运用的FRAM产品计划和演示板、最新的功率及信号继电器产品系列之外,还在论坛上做了题为“富士通铁电在流量计中的运用”的精彩讲演,深入剖析了FRAM相对EEPROM、Flash的优势和运用事例。

推翻对非易失性存储器的认知

作为非易失性存储器,FRAM具有挨近SRAM和DRAM这些传统易失性存储器的等级的高速写入速度,读写周期是传统非易失性存储器的1/30,000,但读写耐久性却是后者的1,000万倍,到达了10万亿次,可完成高频频的数据纪录 (实时的记载)。

“相当于能够从唐朝写到现在!”蔡振宇在讲演中这样形象地描绘FRAM的读写耐久性,若按5ms一次读写频率来核算,到达10万亿次花费的时刻是1,585年。EEPROM只要100万次读写寿数,若按此读写频率,1个半小时就会作废,更甭说只要10万次读写寿数的Flash了。别的,FRAM的数据坚持时刻也极长,在85℃环境下,能够到达至少10年。

读写频率(ms) 到达10万亿次需求的时刻
(FRAM) 到达100万次需求的时刻
(EEPROM)
500 158,500 年 五天
5 1585 年 一个半小时
0.03 10 年 –

“有人可能会说到,EEPROM/Flash能够分区来操作读写以进步寿数,即耗费均衡技能(wear leveling),”蔡振宇还剖析道,“但这样会对软件的冗余度提出更多要求,并占用CPU(MCU)更多工作时刻,因此会提高体系功耗,特别不合适水表/气表这种电池供电计量运用。而不需求wear leveling的FRAM可完成存储器的小容量化,下降软件的复杂化和缝隙(bug)混入的可能性,工程师犯错的几率也下降了,提高了整个体系的牢靠性。”别的他说到,无论是电池供电还电路供电,选用FRAM后,断电时即便需求数据写入操作时也不需求大电容

而谈到器材功耗自身,FRAM又展示“傲娇”的一面,EEPROM/Flash读写周期较长,擦写时特别耗电,而FRAM读写周期短,因此功耗水平只要EEPROM的大约1/300、Flash的1/100,000。

“若水表/气表没有办法从MCU的视点去降低功耗,能够再考虑转化存储器类型来协助下降整个体系功耗。”蔡振宇给参与论坛的业内人士主张道。并且,假如运用EEPROM或Flash的话,若在长时刻的数据写入期间产生电源中止,数据有丢掉的危险,而FRAM不会有此危险,因此断电时,即便需求数据写入操作时,也不需求大%&&&&&%。


在本次论坛的展区现场,富士通半导体经过拍照图片的方法现场演示了FRAM的高速读写和牢靠保存数据的优势,并经过接通一盏LED的亮度不同表现功耗的巨大差异。

别的,蔡振宇在讲演时还特别强调,富士通半导体的FRAM与EEPROM封装相同,引脚也彻底兼容,功用方面也具有兼容性,各种接口通用(I2C、SPI 和并口),协议兼容,代替运用上没有任何妨碍。

流量计中的中、外运用实例

而FRAM的运用范畴广泛,富士通FRAM曩昔几年在我国的智能卡、电力外表(三相表和会集器)、工业操控、办公设备、轿车音响导航仪器、游戏机、RFID、医疗器械及医疗电子标签等等职业首先取得了可喜的成果,得到大批量运用。如下图所示,富士通半导体的FRAM进入水、气表商场范畴已近两年,那么发展情况如何呢?据蔡振宇介绍,虽然全体经济环境比较疲软,但并没有阻挠水表气表的智能化进程,对FRAM需求增加平稳,富士通FRAM在这范畴的营收增加到达了30%。

他进一步指出:“我国的水表气表制造商/计划商会集在江浙沪、重庆等地,已有不少开端选用FRAM进行新产品的研制,而会集抄表模块制造商、开发商在华南居多,他们对FRAM也产生了浓厚兴趣,一些新项目研制已在开端选用FRAM。”

与电力外表相同,富士通FRAM正在成为水表/气表及其集抄体系的最佳解决计划挑选。如下图所示,在水表/气表体系,从会集器到每家每户的水表/气表终端,都能够看到FRAM的身影。在会集器中,FRAM用于贮存通讯历史数据,而在气表运用中,FRAM用于贮存煤气流量历史数据,在水表运用中,FRAM用于贮存水流量历史数据。


蔡振宇表明:“电池寿数问题是靠一个电池供电的水表/气表的关键所在,里边的电池需求用到10-15年。而低功耗的富士通半导体FRAM自身功耗就相对很低,加上富士通FRAM的读写高速性能将大大缩短微处理器演算状况,延伸其待机状况,因此能进一步延伸电池寿数!”

如上图所示,在相同的条件下(元件容量为16Kbit,功耗包含待机电流),选用EEPROM 耗电量高达500mAh,而选用FRAM的耗电量仅10mAh,后者仅为前者的1/50!

“FRAM在性能上的优势是显着的,不过存储产品的质量也是客户十分垂青的别的一个要素。”蔡振宇最终总结道,“富士通半导体运用老练技能出产FRAM的时刻现已超越10年。咱们从1999年开端量产,15年现已累计出售到达25.8亿片FRAM产品。高牢靠性、齐备一体的供货体系、庞大的运营事务前景是咱们对客户的许诺。”

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