5.2. Память данных
Память данных МК выполняется, как правило, на основе статического ОЗУ. Термин «статическое» означает, что содержимое ячеек ОЗУ сохраняется при снижении тактовой частоты МК до сколь угодно малых значений (с целью снижения энергопотребления). Большинство МК имеют такой параметр, как «напряжение хранения информации» — USTANDBY. При снижении напряжения питания ниже минимально допустимого уровня UDDMIN, но выше уровня USTANDBY работа программы МК выполняться не будет, но информация в ОЗУ сохраняется. При восстановлении напряжения питания можно будет сбросить МК и продолжить выполнение программы без потери данных. Уровень напряжения хранения составляет обычно около 1 В, что позволяет в случае необходимости перевести МК на питание от автономного источника (батареи) и сохранить в этом режиме данные ОЗУ.
Объем памяти данных МК, как правило, невелик и составляет обычно десятки и сотни байт. Это обстоятельство необходимо учитывать при разработке программ для МК. Так, при программировании МК константы, если возможно, не хранятся как переменные, а заносятся в ПЗУ программ. Максимально используются аппаратные возможности МК, в частности, таймеры. Прикладные программы должны ориентироваться на работу без использования больших массивов данных.
5.3. Энергонезависимая память
5.3.1. Микросхемы памяти fram
5.3.1.1. История создания
Появлению энергонезависимой памяти FRAM предшествовал ряд открытий. Начало было положено в далеком 1756 году, когда Франц Ульрих Теодор Эпинус - немецкий ученый, принявший российское подданство, открыл полярную электризацию турмалина при нагревании (пироэлектричество). Кристаллы турмалина электролизуются при нагревании, трении, давлении, причем один конец кристалла заряжается положительно, другой — отрицательно.
В 1881 году, французские физики братья Жак и Пьер Кюри открыли присутствие пьезоэлектричество в кристаллах (кварц, турмалин, топаз, борацит), а чуть позже электрическое расширение кварца. Температура, при которой исчезает спонтанная поляризация и происходит перестройка кристаллической решетки носит название точки Кюри, переход через точку Кюри означает фазовый переход, а соответствующие фазы обозначаются как полярная (сегнетоэлектрик) и неполярная (параэлектрик).
В 20-х годах прошлого века Дж. Валашек в США, И.В.Курчатов со своими сотрудниками в СССР и Г.Буш в Швейцарии показали, что в некоторых ионных кристаллах электрическая поляризация может возникать в отсутствие внешнего электрического поля. Это физическое явление было обнаружено впервые в кристаллах сегнетовой соли (при температурах от –18 до +24oС) и назвали его сегнетоэлектричеством. В зарубежной литературе это явление называют ферроэлектричеством (по формальной аналогии с давно известным феноменом ферромагнетизма).
В 1945 году Б.М. Вул и И.М. Гольдман открыли еще один сегнетоэлектрик - титанат бария (BaTiO3), в отличие от предыдущих сегнеэлектриков его свойства в точке Кюри меняются не плавно, а скачком. И наконец, переходя к современности, используя все известные свойства сегнеэлектриков и современные технологии в 1993 году компания Ramtron cоздает первое сегнетоэлектрическое ОЗУ пригодное для коммерческого использования.
|
Рис 5.1. Кристаллическая решетка BaTiO3