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主營(yíng)產(chǎn)品： 搖擺式脫色搖床,實(shí)驗(yàn)室電子分析天平,一體涂層測(cè)厚儀 |
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2016-1-18 閱讀(722)
在計(jì)量?jī)x表行業(yè),，水表/氣表目前仍是不同于電表的一個(gè)“藍(lán)海”市場(chǎng),，對(duì)成本的敏感度遠(yuǎn)低于對(duì)功耗的敏感度，正是因?yàn)檫@一特點(diǎn),，使得FRAM這一無(wú)電池存儲(chǔ)技術(shù)在無(wú)論是通信單元(中繼)還是計(jì)量單元都得到越來(lái)越多的應(yīng)用,。
而在深圳zui近舉辦的2015智能水/氣計(jì)量及管網(wǎng)執(zhí)行力論壇（WATER&GAS METERING China2015）上，富士通半導(dǎo)體的展臺(tái)人頭攢動(dòng),，業(yè)界對(duì)這一新型存儲(chǔ)技術(shù)的關(guān)注可見一斑,，F(xiàn)RAM在電表領(lǐng)域的成功很快將延伸到一顆電池要用10-15年的水/氣表中，甚至有過(guò)之而無(wú)不及,。
富士通半導(dǎo)體FRAM產(chǎn)品中國(guó)市場(chǎng)負(fù)責(zé)人,、市場(chǎng)部蔡振宇進(jìn)一步分析了個(gè)中因素：相比電表的智能化程度，水表/氣表的電子化和智能化還屬于剛剛起步,，因此市場(chǎng)空間巨大,，特別是為建設(shè)節(jié)水型社會(huì)，國(guó)家相關(guān)部門已明確提出用水要全面實(shí)施階梯收費(fèi),，水表改造的推進(jìn)實(shí)現(xiàn)將快速推動(dòng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等電子元件在水表/氣表中的應(yīng)用,；另外，人口紅利消失和勞動(dòng)力成本不斷上升正推動(dòng)遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的部署,，水表/氣表的智能化程度必須也正在不斷提到,，這也會(huì)帶動(dòng)存儲(chǔ)器的應(yīng)用，特別是讀寫壽命長(zhǎng),、功耗極低有利于延長(zhǎng)電池使用壽命的FRAM將有大大的的用武之地,。
富士通半導(dǎo)體作為此次論壇的重要贊助商，除了展出非常適合水表/氣表及工業(yè)應(yīng)用的FRAM產(chǎn)品方案和演示板,、的功率及信號(hào)繼電器產(chǎn)品系列之外,，還在論壇上做了題為“富士通鐵電在流量計(jì)中的應(yīng)用”的精彩演講，深入分析了FRAM相對(duì)EEPROM,、Flash的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用案例,。
顛覆對(duì)非易失性存儲(chǔ)器的認(rèn)知
作為非易失性存儲(chǔ)器，F(xiàn)RAM具有接近SRAM和DRAM這些傳統(tǒng)易失性存儲(chǔ)器的級(jí)別的高速寫入速度,，讀寫周期是傳統(tǒng)非易失性存儲(chǔ)器的1/30,000,，但讀寫耐久性卻是后者的1,000萬(wàn)倍，達(dá)到了10萬(wàn)億次,，可實(shí)現(xiàn)高頻繁的數(shù)據(jù)紀(jì)錄 (實(shí)時(shí)的記錄),。
“相當(dāng)于可以從唐朝寫到現(xiàn)在！”蔡振宇在演講中這樣形象地描述FRAM的讀寫耐久性,，若按5ms一次讀寫頻率來(lái)計(jì)算,，達(dá)到10萬(wàn)億次花費(fèi)的時(shí)間是1,585年。EEPROM只有100萬(wàn)次讀寫壽命,，若按此讀寫頻率,，1個(gè)半小時(shí)就會(huì)報(bào)廢，更別說(shuō)只有10萬(wàn)次讀寫壽命的Flash了,。另外,，F(xiàn)RAM的數(shù)據(jù)保持時(shí)間也極長(zhǎng)，在85℃環(huán)境下,，可以達(dá)到至少10年,。
有人可能會(huì)提到，EEPROM/Flash可以分區(qū)來(lái)操作讀寫以提高壽命,，即耗損均衡技術(shù)（wear leveling）,，”蔡振宇還分析道,，“但這樣會(huì)對(duì)軟件的冗余度提出更多要求，并占用CPU（MCU）更多工作時(shí)間,，因而會(huì)提升系統(tǒng)功耗,，尤其不適合水表/氣表這種電池供電計(jì)量應(yīng)用。而不需要wear leveling的FRAM可實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器的小容量化,，降低軟件的復(fù)雜化和漏洞(bug)混入的可能性,，工程師犯錯(cuò)的幾率也降低了，提升了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性,。”另外他提到,，無(wú)論是電池供電還是電路供電，采用FRAM后,，斷電時(shí)即使需要數(shù)據(jù)寫入操作時(shí)也不需要大電容,。
而談到器件功耗本身，F(xiàn)RAM又展現(xiàn)“傲嬌”的一面,，EEPROM/Flash讀寫周期較長(zhǎng),，擦寫時(shí)特別耗電，而FRAM讀寫周期短,，因而功耗水平只有EEPROM的大約1/300,、Flash的1/100,000。
“若水表/氣表沒(méi)有辦法從MCU的角度去降低功耗,，可以再考慮轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)器類型來(lái)幫助降低整個(gè)系統(tǒng)功耗,。”蔡振宇給參加論壇的業(yè)內(nèi)人士建議道。而且,，如果使用EEPROM或Flash的話,，若在長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)寫入期間發(fā)生電源中斷，數(shù)據(jù)有丟失的危險(xiǎn),，而FRAM不會(huì)有此風(fēng)險(xiǎn),，因而斷電時(shí)，即使需要數(shù)據(jù)寫入操作時(shí),，也不需要大電容,。
在本次論壇的展區(qū)現(xiàn)場(chǎng)，富士通半導(dǎo)體通過(guò)拍攝圖片的方式現(xiàn)場(chǎng)演示了FRAM的高速讀寫和可靠保存數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì),，并通過(guò)接通一盞LED的亮度不同體現(xiàn)功耗的巨大差異,。
另外，蔡振宇在演講時(shí)還特別強(qiáng)調(diào),，富士通半導(dǎo)體的FRAM與EEPROM封裝相同,，引腳也*兼容，功能方面也具有兼容性，各種接口通用（I2C,、SPI和并口）,，協(xié)議兼容，替代使用上沒(méi)有任何障礙,。
流量計(jì)中的中,、外應(yīng)用實(shí)例
而FRAM的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，富士通FRAM過(guò)去幾年在中國(guó)的智能卡,、電力儀表（三相表和集中器）、工業(yè)控制,、辦公設(shè)備,、汽車音響導(dǎo)航儀器、游戲機(jī),、RFID,、醫(yī)療器械及醫(yī)療電子標(biāo)簽等等行業(yè)取得了可喜的成績(jī)，得到大批量應(yīng)用,。如下圖所示,，富士通半導(dǎo)體的FRAM進(jìn)入水、氣表市場(chǎng)領(lǐng)域已近兩年,，那么進(jìn)展情況如何呢,？據(jù)蔡振宇介紹，雖說(shuō)整體經(jīng)濟(jì)環(huán)境比較疲軟,，但并沒(méi)有阻止水表氣表的智能化進(jìn)程,，對(duì)FRAM需求增長(zhǎng)平穩(wěn)，富士通FRAM在這領(lǐng)域的營(yíng)收增長(zhǎng)達(dá)到了30%,。
他進(jìn)一步指出：“中國(guó)的水表氣表制造商/方案商集中在江浙滬,、重慶等地，已有不少開始采用FRAM進(jìn)行新產(chǎn)品的研發(fā),，而集中抄表模塊制造商,、開發(fā)商在華南居多，他們對(duì)FRAM也產(chǎn)生了濃厚興趣,，一些新項(xiàng)目研發(fā)已在開始采用FRAM,。”
與電力儀表一樣，富士通FRAM正在成為水表/氣表及其集抄系統(tǒng)的解決方案選擇,。如下圖所示,，在水表/氣表系統(tǒng)，從集中器到每家每戶的水表/氣表終端,，都能夠看到FRAM的身影,。在集中器中，F(xiàn)RAM用于儲(chǔ)存通信歷史數(shù)據(jù)，而在氣表應(yīng)用中,，F(xiàn)RAM用于儲(chǔ)存煤氣流量歷史數(shù)據(jù),，在水表應(yīng)用中，F(xiàn)RAM用于儲(chǔ)存水流量歷史數(shù)據(jù),。
蔡振宇表示：“電池壽命問(wèn)題是靠一個(gè)電池供電的水表/氣表的關(guān)鍵所在,，里面的電池需要用到10-15年。而低功耗的富士通半導(dǎo)體FRAM本身功耗就相對(duì)很低,，加上富士通FRAM的讀寫高速性能將大大縮短微處理器演算狀態(tài),延長(zhǎng)其待機(jī)狀態(tài),，因而能進(jìn)一步延長(zhǎng)電池壽命!”
如上圖所示， 在相同的條件下（元件容量為16Kbit,，功耗包括待機(jī)電流）,，采用EEPROM 耗電量高達(dá)500mAh，而采用FRAM的耗電量?jī)H10mAh,，后者僅為前者的1/50,！
“FRAM在性能上的優(yōu)勢(shì)是明顯的，不過(guò)存儲(chǔ)產(chǎn)品的質(zhì)量也是客戶非?？粗氐牧硗庖粋€(gè)因素,。”蔡振宇zui后總結(jié)道，“富士通半導(dǎo)體使用成熟技術(shù)生產(chǎn)FRAM的時(shí)間已經(jīng)超過(guò)10年,。我們從1999年開始量產(chǎn),，15年已經(jīng)累計(jì)銷售達(dá)到25.8億片F(xiàn)RAM產(chǎn)品。高可靠性,、完備一體的供貨系統(tǒng),、宏大的經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)遠(yuǎn)景是我們對(duì)客戶的承諾。”(end)北京富瑞恒創(chuàng)科技有限公司,。
