F-RAM与BBSRAM功能和系统设计之比较

　　应用实例

　　F-RAM广泛用于计量、计算、工业、科研和医疗领域的各种要求严苛的场合。F-RAM的独特性质，使它特别适合用于广范的关键性任务诸如:电信应用(如桥接、路由器和电信交换机) 和要求高可靠性和可用性的工业应用中，作为BBSRAM的替代器件。以下将通过两个应用实例来说明BBSRAM 和 F-RAM之间的差异：

　　电信系统：大多数电信和网络设备都带有一个串行“控制端口”，用以进行初始化配置。附加配置可通过基于网络的远程登录或通过该串行控制端口完成。

　　BBSRAM通常为设备提供永久性存储，以存储系统配置脚本、补丁和可重写日志等信息：

　　● 保存路由器模块最后复位以来的配置变化。

　　● 集成硬件修改与识别信息的永久性存储，并记录LAN接口的媒体访问控制(MAC)地址。

　　举例，当路由器启动时，便会从闪存拷贝到操作系统，并从BBSRAM拷贝整个配置设置参数到SDRAM，直至路由器关断。然后，它们会配置接口，并构建自己的路由表。当路由器有足够信息确定数据包的发送目的地时，便会开始转发数据包。

　　BBSRAM是一种采用了额外电路和封装的标准易失性SRAM。去掉外部电源时，器件便会切换到电池供电模式，以维持存储的数据。虽然SRAM也可以通过与大型电池连接变成非易失性的存储器，但因为电池的寿命始终有限，所以BBSRAM子系统并不是真正的非易失性器件。另外，这些子系统还可能因电池泄漏、受到撞击、电池老化等等事故而出现故障。

　　在当前的任务关键性设备中，电池被用来在特殊的工作环境条件下维持设备的使用寿命。在有些情况下，它是无法进行现场更换的。随着系统复杂性的增加，市场对更大电池容量的需求在增长。BBSRAM因其尺寸、可靠性和成本竞争力方面的局限性，已逐渐成为日渐式微的选择。

　　相反地，在电信和网络领域，F-RAM能够提供以下优势：

　　● 以SRAM十分之一的外形尺寸提供相同的快速随机访问性能;

　　● 无需电池维护;

　　● 与其它非易失性存储器相比，故障点最少;

　　● 比BBSRAM 解决方案的成本低。

　　工业系统：BBSRAM常用于工厂自动化等工业应用中：

　　● 保存完整的机器设置参数，以控制机器工作;

　　● 保存工艺历史记录，当供电恢复时即刻继续运作，确保最少中断;

　　● 为以下更高级别的管理系统收集数据：监控和数据采集 (SCADA)，制造执行系统 (MES)，分布式控制系统(DCS) 。

　　工业环境下设备的典型寿命通常在10 到 20年左右。而这些应用要求非常高的可用性和可靠性，以尽量减小计划以内及以外的维护运作成本，例如是由停机或损失的生产时间所造成的高昂成本。

　　鉴于BBSRAM子系统有以下几方面的缺陷，因而不太适合于某些应用：

　　● 占位面积和高度：不可用于微米/纳米PLC。

　　● 可靠性：大量潜在故障点，本身易受撞击和震动的影响，负电压尖刺可能擦除SRAM 上的内容，电池寿命问题。

　　● 数据安全性：关键数据可能被篡改。

　　● 安全性问题：在安全环境中也可能发生爆炸。

　　● 拥有成本高：弃置成本相当高 – 电池的弃置方法必须符合相关规范，电池维护和停机时间所导致的高成本，制造复杂性(业界目前采用的一次性电池无法经受回流焊工艺等)。

　　在这些应用中，F-RAM以其高成本效益和高性能，以及对环境的影响小等优势，逐渐成为BBSRAM的一种替代方案。

　　结语

　　F-RAM 和 BBSRAM存储器都具有特定应用所需的重要特性。通过比较这两种存储器的功能性和设计优势，可清晰看出F-RAM能够提供更环保的设计选择、更大的设计灵活性、长期成本优势，以及更低的功耗及系统维护成本。F-RAM解决方案无需，为设计工程师提供了一个真正面向未来的选择，有助于减少环境污染，提高成本效益。

　　在评估F-RAM存储器是否是BBSRAM的可行替代方案或新设计的最佳选择时，系统设计人员应该考虑到以下事项：

　　● 系统设计受阻于电池在尺寸、焊接工艺方面的限制吗?

　　● BBSRAM 系统需要频繁或成本高昂的现场维护吗?

　　● 设计是否易受潮湿、撞击或震动的影响?

　　● 存在性能可靠性问题吗?

　　● 功耗和节能是否为重要考虑因素?

　　● 有严格的功率预算吗?

　　● 设计必须遵循严格的环保规范吗?

　　● 电池处理方面有潜在问题吗?

　　● 电池存在泄漏问题吗?

　　上述考虑事项将帮助工程师在F-RAM 和 BBSRAM二者间做出明智的选择。