DS32X35帶有鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘

摘要：該應(yīng)用筆記介紹了DS32X35系列產(chǎn)品。這些器件為帶有鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RTC + FRAM)的高精度實(shí)時(shí)時(shí)鐘，無(wú)需外接電池即可保持存儲(chǔ)器內(nèi)容。

概述

隨著DS32X35系列產(chǎn)品的發(fā)布，Maxim能夠提供無(wú)需電池的非易失存儲(chǔ)器。這些器件采用了鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(FRAM)技術(shù)，F(xiàn)RAM是非易失存儲(chǔ)器，其讀/寫(xiě)操作與RAM類(lèi)似。該系列器件能夠可靠地將數(shù)據(jù)保持10年之久，與EEPROM和其它非易失存儲(chǔ)器不同的是：它不需要考慮系統(tǒng)的復(fù)雜性、過(guò)度開(kāi)銷(xiāo)以及可靠性問(wèn)題。從1992年出現(xiàn)第一塊FRAM至今，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)趨于成熟

非易失存儲(chǔ)器

目前的非易失存儲(chǔ)技術(shù)主要有三種：電池備份的SRAM、EEPROM和閃存。在非易失存儲(chǔ)速度方面，F(xiàn)RAM類(lèi)似于傳統(tǒng)的SRAM；FRAM的操作類(lèi)似于串行EEPROM，主要區(qū)別在于它具有更好的寫(xiě)操作特性和耐用性。能夠以I2C接口的速度對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀或?qū)懖僮鳌Ｔ趯?xiě)操作過(guò)程中，無(wú)需輪詢器件確認(rèn)就緒條件。

表1給出了非易失存儲(chǔ)技術(shù)的評(píng)定，評(píng)定等級(jí)1 (最好)至4 (最差)。

表1. 非易失存儲(chǔ)器的技術(shù)評(píng)定

Features	Battery-Backed SRAM	EEPROM	Flash	FRAM
Read Speed	1	4	2	1
Write Speed	1	4	4	1
Power Consumption	3	4	4	1
Memory Density	2	4	1	4
Ease of Use	2	3	4	1
Endurance	1	3	4	1

FRAM相對(duì)于EEPROM的優(yōu)勢(shì)

相對(duì)于同等容量的EEPROM，F(xiàn)RAM具有很多優(yōu)勢(shì)。第一個(gè)優(yōu)勢(shì)是FRAM能夠以總線速度執(zhí)行寫(xiě)操作，且數(shù)據(jù)開(kāi)始傳輸后沒(méi)有任何寫(xiě)延時(shí)。另外，F(xiàn)RAM沒(méi)有采用頁(yè)面寫(xiě)操作方式，用戶可以簡(jiǎn)便地連續(xù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)沒(méi)有尺寸限制，沒(méi)有延時(shí)。必要時(shí)，系統(tǒng)可以采用突發(fā)模式對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)器陣列進(jìn)行寫(xiě)操作。

第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是寫(xiě)操作耐久性，寫(xiě)次數(shù)高達(dá)100億次。多數(shù)EEPROM只寫(xiě)次數(shù)只能達(dá)到100萬(wàn)次。實(shí)際上可認(rèn)為FRAM沒(méi)有寫(xiě)次數(shù)的限制，非常適合數(shù)據(jù)采集應(yīng)用。

第三個(gè)優(yōu)勢(shì)是微功耗，有助于節(jié)省電能。FRAM采用鐵電存儲(chǔ)機(jī)制，可通過(guò)本地VCC支持寫(xiě)操作，EEPROM則需要一個(gè)電荷泵或升壓電路。由此可見(jiàn)，F(xiàn)RAM的電流消耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于類(lèi)似配置的EEPROM。

DS32X35帶有FRAM的高精度RTC

DS32X35是一款溫補(bǔ)時(shí)鐘/日歷芯片，單個(gè)封裝內(nèi)集成了32.768kHz晶體和非易失存儲(chǔ)器。 非易失存儲(chǔ)器采用兩種配置: 2048 x 8位或8192 x 8位。器件采用20引腳、300mil SO封裝。DS32X35包括一個(gè)FRAM區(qū)，無(wú)需電池備份即可保持存儲(chǔ)器的內(nèi)容。此外，該系列器件可無(wú)限次地進(jìn)行讀、寫(xiě)操作。在產(chǎn)品有效使用期內(nèi)，允許進(jìn)行無(wú)限次的存儲(chǔ)器訪問(wèn)，并且不存在磨損。

該系列器件的其它特性包括：兩個(gè)定時(shí)鬧鐘、可以選擇的中斷或可編程方波輸出、一路經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的32.768kHz方波輸出。復(fù)位輸入/輸出引腳提供上電復(fù)位功能，另外，復(fù)位引腳還可以作為按鍵控制輸入由外部產(chǎn)生復(fù)位。RTC和FRAM通過(guò)I2C串口訪問(wèn)。

地址要求

串行FRAM存儲(chǔ)器提供2048 x 8位或8192 x 8位存儲(chǔ)器陣列，通過(guò)I2C接口訪問(wèn)。由于陣列配置不同，不同版本DS32X35的I2C尋址技術(shù)也有差異。表2詳細(xì)說(shuō)明了不同版本DS32X35的尋址要求。

表2. 存儲(chǔ)器從地址

Part	Memory (kB)	Slave Address	Address Cycle 1	Address Cycle 2
DS32B35	2	1010 A10A9A8R	A7A6A5A4 A3A2A1A0	N/A
DS32C35	8	1010 000R	XXXA12 A11A10A9A8	A7A6A5A4 A3A2A1A0

R = 讀寫(xiě)選擇位；X = 無(wú)關(guān)；AN = 第N位地址

結(jié)論

新型DS32X35系列產(chǎn)品具有精確的計(jì)時(shí)功能，將四個(gè)分離器件集成到單一芯片。圖1給出了集成RTC、非易失存儲(chǔ)器、系統(tǒng)復(fù)位和32.768kHz晶體的DS32X35內(nèi)部框圖。


圖1. DS32X35的高集成度優(yōu)勢(shì)