铁电存储器(FRAM)是一种随机存取存储器,是一种特殊工艺的非易失性的存储器,它将DRAM的快速读取和写入访问,它是个人电脑存储中最常用的类型,与在电源关掉后保留数据能力(就像其他稳定的存储设备一样,如只读存储器和闪存)结合起来。接下来宇芯电子介绍关于非易失性FRAM中的预充电操作。
预充电是FRAM的内部条件,在该条件下,存储器被调适以进行新的访问。
FRAM设备中的预充电操作在以下任何条件下启动:
1.驱动芯片使能信号/CE至高电平
2.更改高位地址位(例如,设备FM28V100的A16-A3)
FRAM中的读取操作具有破坏性,因为它需要切换极化状态才能感知其状态。在初始读取之后,读取操作必须将极化恢复到其原始状态,这会增加读取操作的周期时间。FRAM的读和写周期需要一个初始的“预充电”时间,这可能会增加初始访问时间。
图1:FRAM读写周期
启动预充电操作后,需要花费tPC时间才能完成。由于FRAM中读取的破坏性,如果不回写,则会丢失FRAM单元中的数据。预充电操作可确保将数据安全地写回到FRAM单元中。这是通过使用内部缓冲区来实现的。对于每次访问(读/写),FRAM将所需的数据行从存储单元读取到内部缓冲区。数据在读取操作中从内部缓冲区输出,或者在内部缓冲区中进行写操作修改。在预充电操作期间将其写回到FRAM单元。下面以示例说明预充电操作。
考虑一个FRAM,其行大小为8个字节(例如FM28V100)。要从第二个地址位置(0x0002)读取数据,FRAM将从FRAM存储器阵列的第一行读取到内部缓冲区,并从该内部缓冲区的第二个位置输出数据。如果下一次访问是读取地址位置0x0005,则FRAM将从内部缓冲区的第5个位置输出数据,该内部缓冲区已经包含正确的数据,因为存储器行未更改。如果下一次访问是对属于存储器阵列第二行的地址位置0x0009,则FRAM会将第一行从内部缓冲区写回到阵列,然后将第二行读入内部缓冲区。数据从内部缓冲区的第一个位置输出(对应于0x0009)。当取消选择芯片(/CEHIGH)时,也会将数据写回到FRAM阵列。
要将数据写入第3个位置(0x0003),FRAM将从铁电存储器芯片阵列的第一行读取到内部缓冲区,然后将内部缓冲区的第3个位置修改为要写入的数据。然后,当取消选择芯片或启动对另一行的访问时,FRAM将内部缓冲区写回到FRAM阵列。
每次访问后应满足预充电时间(tPC)。取消选择芯片或访问另一行时,未达到预充电时间可能会导致内存损坏。