FRAM存储器应用在便携式医疗刺激系统

随着系统复杂性不断增加，包括多个数学函数和算法的复杂代码也随之增加，片上存储器内存容量可能不足。因此便携式医疗系统通常需要额外的存储空间，以便设计人员使用外部存储器来增加内部存储器的空间。
 
以下是一个典型的便携式医疗刺激系统，其系统考虑因素如下：

系统每100ms捕获并记录128位采样数据
系统的数据捕获和处理时间为5ms，工作电流为7mA（不包括向存储器写入数据时的电流消耗），数据记录存储器在数据捕获和处理期间保持待机或低功耗模式
当捕获日志被写入到存储器时，系统和存储器都变为工作状态
假设系统待机电流为0.5μA
当单片机内核以12兆赫兹的频率运行时，系统有5%的时间处于工作状态
便携式系统采用3V、1400mAh的LR03电池

表1：比较FRAM和EEPROM的系统影响总结

表1显示了向FRAM和EEPROM写入数据所需的能量。可以看出对于这种应用而言，FRAM消耗的功耗显著降低。极低功耗深度待机模式和休眠模式可进一步改善功耗，从而进一步延长设备的电池使用寿命。
 
FRAM可提供：

1）近乎无限的耐久度；
2）即时非易失性；
3）低功耗。
 
使得系统设计人员可以将基于ram和ROM的数据和功能整合在单个存储器中。应用通常会在可执行代码和数据任务之间分配内存。
 
基于ROM的技术，包括掩模ROM、OTP-EPROM和NOR闪存，是非易失性的，面向代码存储应用。NAND闪存和EEPROM也可以用作非易失性数据存储器。这些存储器由于执行代码和数据存储操作时性能不佳，因此都需要一些折中方案。它们侧重于降低成本，所以需要在易用性和/或性能方面进行权衡。
 
基于RAM的技术（如SRAM）可以用作数据存储器，也可以用作代码执行的工作空间，其速度比较快，不过它的易失性使其仅仅可用于临时存储。
 
便携式应用空间受限，要求使用尽可能少的组件来优化性能。即使在电路板空间充足的应用中，使用多种存储器类型也会导致效率低下，使代码设计复杂化，并且通常会消耗更多能量。
 
FRAM的效率与可靠性使之成为能同时处理代码和数据的单一存储器技术。作为存储器技术，FRAM拥有支持高频率数据记录操作的耐久度，同时还能降低系统成本，提高系统效率，并简化设计。