快速发布采购 管理采购信息

256kbit(32k×8)集成处理器 与F-RAM配套

时间:2019-12-2, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

特征

256 Kbit铁电随机存取存储器(F-RAM)❐逻辑组织为32K×8❐高耐久性100万亿(1014)读/写❐151年数据保留期(见数据保留和耐久表)❐NoDelay™写入❐先进的高可靠性铁电工艺高集成度设备可替换多个部件❐串行非易失性存储器❐带闹钟的实时时钟(RTC)❐低VDD检测驱动器复位❐看门狗窗口计时器❐早期断电警告/NMI❐16位非易失性事件计数器❐带写锁的序列号,以确保安全实时时钟/日历❐2V下的备用电流:1.15μA,+25°C❐秒,以BCD格式持续数个世纪❐追踪跨越2099年的年份❐使用标准32.768 kHz晶体(6 pF/12.5 pF)❐软件校准❐支持备用电池或电容器处理器伴侣❐VDD和看门狗的有效低复位输出❐可编程低VDD重置阈值❐手动复位滤波和去噪❐可编程看门狗窗口定时器❐非易失性事件计数器跟踪系统入侵或其他事件❐用于断电中断或其他用途的比较器❐带锁的64位可编程序列号快速串行外围接口(SPI)❐最高16兆赫频率❐RTC,通过SPI接口控制的主管❐支持SPI模式0(0,0)和模式3(1,1)低功耗❐1兆赫时1.1毫安的有功电流❐150μA备用电流工作电压:VDD=2.7 V至3.6 V工业温度:–40°C至+85°C■14针小外形集成电路(SOIC)封装符合有害物质限制(RoHS)保险商实验室(UL)认可

功能概述

FM33256B设备将F-RAM存储器与基于处理器的系统通常需要的功能。主要功能包括非易失性存储器、实时时钟,低VDD复位,看门狗定时器,非易失性事件计数器,可锁定的64位序列号区域和通用可用于电源故障(NMI)中断或任何其他目的。FM33256B是一个256kbit的非易失性存储器,采用先进的铁电工艺。铁电随机存取存储器或F-RAM是非易失性的,执行读写操作类似于公羊。它提供了151年的可靠数据保留在消除复杂性、开销和系统级别的同时其他非易失性存储器引起的可靠性问题。这个FM33256B能够支持1014个读/写周期,或比EEPROM多1亿倍的写入周期。实时时钟(RTC)在BCD格式。它可以从外部永久供电备用电压源,电池或电容器。这个计时器使用普通的外部32.768khz晶体和提供校准模式,允许软件调整计时准确。处理器伴侣包括通常需要的CPU支持功能。监控功能包括复位输出由低VDD条件或看门狗控制的信号超时。当VDD低于可编程阈值并保持激活100 ms(最大值)当VDD高于触发点时。可编程看门狗计时器从60毫秒到1.8秒。计时器也可以是为延迟启动编程,起到窗口的作用定时器。监视计时器是可选的,但如果启用,它将断言如果主机未在时间窗口。标志位表示重置的源。PFI上的比较器将外部输入引脚与车载1.5V参考电压这对于生成电源故障中断(NMI),但可用于任何目的。这个系列还包括一个可编程的64位序列号可以锁定使其不可更改。此外,它还提供了跟踪上升或下降边缘数的事件计数器在专用输入引脚上检测到。柜台可以是在VDD电源下编程为非易失性或仅使用VBAK支持电池。如果VBAK连接到电池或者电容器,那么即使没有视频显示器。

概述

FM33256B设备将串行非易失性RAM与一个实时时钟(RTC)和一个处理器伙伴。这个companion是一个高度集成的外围设备,包括处理器管理器,模拟比较器,非易失性计数器,还有序列号。FM33256B集成了这些公共接口下互补但不同的功能在一个包裹里。产品按两个逻辑组织设备。第一个是记忆,第二个是同伴包括所有剩余功能。从系统中透视图它们看起来是两个独立的设备串行总线上的操作码。内存被组织为一个独立的非易失性SPI使用标准操作码的存储器。实时时钟和管理器功能在其自己的操作码下访问。这个时钟和监控功能由30个特殊的功能寄存器。RTC报警和一些控制寄存器由VBAK引脚上的电源维护,允许它们在VDD时用电池或备用电容器供电低于设定的阈值。描述了每个功能块下面。存储器结构FM33256B提供256kbit内存。装置对芯片的内存部分使用两字节寻址。这使得设备软件与其独立的内存副本,如FM25W256。存储阵列逻辑组织为32768×8位,并且使用工业标准串行外围设备访问接口(SPI)总线。存储器采用F-RAM技术。因此,可以将其视为RAM,并在SPI总线的速度,写入操作没有延迟。它也提供有效的无限写耐力非易失性存储器技术。描述了SPI协议存储器阵列可以由软件进行写保护。

两位(BP1,BP0)在状态寄存器中控制保护设置。根据设置,无法写入受保护的地址。状态寄存器和写保护在处理器配套除了非易失性RAM之外,FM33256B还包括带闹钟和高度集成处理器的实时时钟同伴。伴奏包括一个低VDD复位,一个可编程看门狗定时器,16位非易失事件计数器,用于早期电源故障检测的比较器或其他用途和64位序列号。处理主管主管提供主机处理器两个基本功能:电源故障检测与看门狗定时器以逃避软件锁定条件。FM33256B具有复位引脚(RST)在通电期间驱动处理器复位输入故障、通电和软件锁定。它是一个开漏输出有微弱的内部拉升到VDD。这允许其他重置电源线或连接到第一个管脚。当VDD高于编程触发点,RST输出弱拉至VDD。如果VDD下降到重置跳闸点电压水平(VTP)以下,RST销子将被压低。它将一直保持在低位,直到VDD降得太低用于VRST级别的电路操作。当VDD上升时再次高于VTP,RST继续低驱动至少30 ms(tRPU)以确保在可靠的VDD级别上进行可靠的系统重置。当tRPU被满足后,第一个pin将返回到弱高级状态。在断言RST时,串行总线活动被锁定即使在VDD降到VTP以下时发生了事务,也会退出。一个当VDD高于VTP时启动内存操作内部完成。下表1显示了位VTP(1:0)如何控制低VDD复位。它们位于寄存器18h的位1和0中。当VDD低于选定的VTP时,复位引脚将低驱动电压,SPI接口和F-RAM阵列将被锁定出去。图说明了响应于低视频显示器。


看门狗定时器也可用于驱动主动复位信号。看门狗是一个自由运行的可编程定时器。这个超时时间可由软件编程,从60 ms到1.8通过5位非易失性设置以60 ms为增量的秒数(寄存器0Ch)。

看门狗还包括一个窗口定时器功能允许延迟启动。开始时间和结束时间定义窗口和每个窗口都可以单独设置。开始时间有25毫秒的分辨率和0毫秒到775毫秒的范围。

看门狗结束时间值位于寄存器0Ch,位4:0,看门狗启用是位7。监视程序通过写入模式1010b到寄存器0Ah的下半字节。编写正确的模式也会导致计时器加载新的超时价值观。将其他模式写入此地址不会影响其操作。注意看门狗定时器是自由运行的。之前启用它时,用户应按上述方式重新启动计时器。这样可以确保在有可能。当VDD降到VTP以下时,监视器被禁用。注意将EndTime timeout设置设置为全零(00000b)禁用计时器以节省电源。下面的列表总结了看门狗咬

程序启动时间值是保证最大值。当EndTime值是保证的最小时间时,两者都随温度和VDD电压的变化而变化。看门狗有两个与其操作相关联的附加控件。这个非易失性启用位WDE允许RST在监视程序在未重新启动的情况下达到超时。如果重置发生时,计时器将在重置脉冲的上升沿重新启动。如果未启用WDE,则监视程序计时器仍在运行,但没有对RST的影响。第二个控件是重新启动定时器,从而防止复位。计时器应该在更改超时值。必须遵循此过程才能正确加载看门狗寄存器:

步骤3中的重启命令必须在tDOG2之前发出,这是在第二步编程的。窗口计时器启动发出重新启动命令时计数。手动复位RST是一个双向信号,允许FM33256B进行滤波手动复位开关。RST输入检测到外部低状态并通过驱动RST信号作出响应低100毫秒(最大值)。这样可以有效地过滤和消除复位开关。在此超时(tRPU)之后,用户可以继续拉下第一个管脚,但SPI命令不会锁在外面。

注意,内部弱上拉消除了外部组件。重置标志在重置条件下,将设置一个标志位来指示重置源。低VDD复位由POR标志指示,寄存器09h第5位。有两个看门狗重置标志-一个用于早期故障(EWDF)和晚期故障(LWDF),位于寄存器09h位7和6中。手动复位将导致没有设置标志,因此没有标志是手动重置。注意设置位是为了响应重置源,但它们必须由用户清除。可以读取寄存器并两个来源都表明是否都是在用户清除了他们。电源故障比较器模拟比较器将PFI输入引脚与板载引脚进行比较1.5伏参考电压。当PFI输入电压低于此值时阈值,比较器将驱动PFO引脚到低状态。比较器具有100 mV的滞后(仅上升电压)至降低噪音敏感度。最常见的应用比较器将创建一个早期警告电源故障中断(NMI)。这可以通过将PFI引脚连接到上游电源通过电阻分压器。申请书电路如下所示。比较器是通用的设备及其应用不限于NMI功能。

如果不使用电源故障比较器,则PFI引脚应为与VDD或VSS绑定。注意,PFO输出将驱动到VDD或VSS。事件计数器FM33256B为用户提供一个非易失性16位事件计数器。输入引脚CNT具有可编程边缘检测器。中央电视台别针给计数器计时。计数器位于寄存器中0E-0Fh。当编程的边缘极性发生时计数器将递增其计数值。读取寄存器值通过将RC位(寄存器0Dh,位3)设置为“1”。这需要一个允许稳定值的计数器字节快照,即使在读取期间发生计数。可以写入寄存器值首先将WC位(寄存器0Dh,位2)设置为“1”。那么用户可以通过写入寄存器0E-0Fh来清除或预置计数器。设置WC位时,计数被阻止,因此用户必须清除位以允许计数。反极性控制位为CP(寄存器0Dh,位0)。什么时候?CP为“0”,计数器在CNT的下降沿上递增,并且当CP设置为“1”时,计数器在中尉。极性位CP是非易失性的。

当计数器达到极限时,它不会返回到零共65535个(FFFFh)。在翻车之前必须小心,并且必须执行后续计数器重置操作才能继续数数。还有一个控制位允许用户定义作为非易失性或电池支持的计数器。柜台是当NVC位(寄存器0Dh,位7)是逻辑1和当NVC位为逻辑0时,电池备用。设置计数器电池供电模式允许在VBAK下进行计数器操作(如以及VDD)电源。最低工作电压电池供电模式为2.0 V。当设置为“非易失性”模式时,计数器仅在应用VDD且高于VTP电压。事件计数器可编程为检测篡改事件,例如系统的外壳或检修门被打开。一个常闭开关与CNT引脚和另一个引脚相连接触机箱,通常接地。典型的解决方案在CNT管脚上使用一个上拉电阻器,并将连续地电池电流。FM33256B芯片允许用户调用polled模式,偶尔采样pin以便尽量减少电池消耗。它在内部尝试向上拉CNT引脚如果开路被拉到VIH水平,就会跳闸边缘检测器并增加事件计数器值。设置轮询位(寄存器0Dh,位1)将CNT管脚放入模式。此模式允许事件计数器检测上升沿篡改事件,但用户被限制在电池供电模式(NVC='0')并使用上升沿检测(CP='1')。CNT管脚每125毫秒轮询一次附加平均IBAK电流小于20na。投票定时器电路从RTC运行,因此振荡器必须使其正常工作。

在轮询模式下,内部上拉电路可以为有限的流动资金。最大电容(开关)CNT引脚上允许的开路为100 pF。序列号提供了用于写入64位序列号的存储器位置。它是一个可写的非易失性内存块,可以由一旦序列号设置好,用户。8字节的数据和锁位都是通过RTC和处理器配套寄存器。因此序列号区域是独立的,与内存数组不同。连续剧数字寄存器可以无限次写入,所以这些位置是通用存储器。然而一次锁定位已设置,值不能更改,并且锁定无法删除。一旦锁定,序列号寄存器可以仍然被系统读取。序列号位于寄存器10h至17h中。锁定位是SNL(寄存器18h,位7)。将SNL位设置为“1”将禁用写入序列号寄存器,而SNL位不能是变明朗。

滴流充电器为了便于电容器备份,VBAK引脚可以选择提供涓流充电电流。当VBC位(寄存器18h,比特3)被设置为“1”,VBAK引脚将源于大约80μA。直到VBAK到达VDD。电容器充电到VDD没有外部二极管和电阻充电器。还有一个由FC位(寄存器18h,第2位)。在此模式下,涓流充电器电流设置为大约1毫安,允许大的备用电容充电更快。在不使用备用电源的情况下,VBAK引脚应绑定到VSS并清除VBC位。注:使用锂电池的系统应将VBC位清除为“0”以防止电池充电。VBAK电路包括内部1 KΩ系列电阻器作为安全元件。涓流充电器通过UL认证。校准当寄存器00h中的校准位设置为“1”时,时钟进入校准模式。FM33256B采用数字方法校准晶体振荡器频率。数字校准方案将数字校正应用于基于在校准设置中,CAL和CAL(4:0)。校准中模式(CAL='1'),ACS引脚以512 Hz(标称)驱动方波和警报暂时不可用。任何从512赫兹的测量偏差转换为计时错误。用户测量频率并写入校准寄存器的适当校正值。这个下表列出了校正代码。为了方便,该表还显示了频率误差(ppm)。正ppm错误需要一个消除脉冲的负调整。

负的ppm错误需要一个正的修正脉冲。正ppm调整设置了CALS(符号)位到“1”,而负ppm调整的CAL值为“0”。之后校准时,时钟的最大误差为±2.17 ppm或在校准温度下每月±0.09分钟。用户将无法看到校准设置的效果在512赫兹的输出上。数字脉冲的加减法在512赫兹输出之后发生。校准设置存储在F-RAM中,因此不会丢失备份源失败。它是用位CAL(4:0)在寄存器01h。当校准位设置为一个“1”。要退出校准模式,用户必须清除CAL。逻辑“0”的位。当校准位为“0”时,ACS引脚将恢复根据表2的功能。晶体类型晶体振荡器设计为使用6 pF/12.5 pF晶体不需要外部组件,例如加载电容器。FM33256B设备具有内置加载电容器对6个pF晶体进行了优化,但效果良好12.5 pF晶体。对于任何一个水晶,没有额外的外部不需要也不建议使用负载电容器。如果不使用32.768 kHz晶体,则外部振荡器可以是连接到FM33256B。布局建议X1和X2晶体管脚采用高阻抗电路连接到这些管脚的振荡器可能会被噪音打乱或者额外的装载。从信号中减少RTC时钟误差开关噪音,应在其周围放置一个保护环衬垫和护环接地。高速SPI跟踪应该从X1/X2衬垫上引出。X1和X2轨迹长度应小于5 mm。使用地平面最好是背面或内部板层。参见布局例子。红色是顶层,绿色是底层。



技术文章分类
相关技术文章