Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Другие приложения
|
|
Микроконтроллеры со встроенной FRAM памятью могут использоваться в любых приложениях, где в настоящее время используются Flash-микроконтроллеры. Тем не менее, некоторые приложения от применения FRAM-микроконтроллеров получат дополнительные возможности и преимущества, а отдельные приложения могут быть реализованы только на базе FRAM памяти.
Несколько дополнительных приложений и сценариев приложений, которые могут получить дополнительные преимущества, благодаря использованию FRAM-микроконтроллера:
· Приложения сбора и накопления данных
· Системы преобразования, сбора и накопления энергии
· Приложения, где требуется обновление программы или параметров «на лету»
· Замена внешней EEPROM.
Семейство микроконтроллеров MSP430FR57xx
Наряду с интегрированной FRAM памятью, семейство микроконтроллеров MSP430FR57xx имеет ряд других уникальных особенностей, в частности, экстремально низкое энергопотребление в активном режиме – порядка 100 мкА/МГц. Кроме того, микроконтроллеры снабжены разнообразной периферией, включая коммуникационные порты, таймеры и 10-битные АЦП с интегрированным источником опорного напряжения.
В составе семейства 20 устройств с FRAM памятью объемом до 16 КБайт. Микросхемы выпускаются в 4 вариантах корпусного исполнения: 20/40-выводный QFN, 28/38-выводный TSSOP.
Интегрированная в микроконтроллеры энергонезависимая FRAM память может использоваться как в качестве памяти программ, так и для хранения данных. Память имеет малое потребление, высокую скорость записи и практически неограниченный срок службы. Такие микроконтроллеры могут использоваться в любых приложениях, а их уникальные свойства позволят реализовать приложения нового типа, о которых до настоящего времени мы не могли даже подумать.
Ссылки
1. TI's FRAM page: https://www.ti.com/fram
2. General FRAM information at https://en.wikipedia.org/wiki/Ferroelectric_RAM
3. MSP430FR57xx data sheet (SLAS639)
4. MSP430F5438A data sheet (SLAS655)
Перспективы развития FRAM (рис. 8.6)
Рис. 8.6
Рассмотрим математичексое обоснование процесса
При перемагничивании ферромагнетика в нем происходят необратимые преобразования энергии в тепло.
Пусть магнитное поле создается обмоткой, по которой протекает ток i. Тогда работа источника питания обмотки, затрачиваемая на элементарное изменение магнитного потока равна
Если отнести эту работу на единицу объема вещества, получим
Графически эта работа представляет собой площадь элементарной полоски петли гистерезиса (рис. 8.7 а)).
Рис. 8.7
Полная работа по перемагничиванию единицы объема вещества определится в виде интеграла по контуру петли гистерезиса
.
Контур интегрирования можно разделить на два участка, соответствующих изменению индукции от - Bm до Bm и изменению от Bm до - Bm. Интегралы на этих участках соответствуют заштрихованным площадям рис. 8.7 а) и б). На каждом участке часть площади соответствует отрицательной работе и после вычитания ее из положительной части мы на обоих участках получим площадь, ограниченную кривой петли гистерезиса (рис. 8.7 в)).
Обозначая энергию, отнесенную к единице объема вещества, затрачиваемую на перемагничивание за один полный симметричный цикл, через W'h = A' получим
.
Существует эмпирическая зависимость для вычисления удельных потерь энергии на перемагничивание
,
где η - коэффициент, зависящий от вещества; Bm - максимальное значение индукции; n - показатель степени, зависящий от Bm и обычно принимаемый
n =1, 6 при 0, 1Тл < Bm < 1, 0 Тл и n =2 при 0 < Bm < 0, 1 Тл или 1, 0 Тл < Bm < 1, 6 Тл.
В области слабых магнитных полей (H < < Hcs) для описания петли магнитного гистерезиса часто используется формула, предложенная Релеем
где Hm – максимальное значение намагничивающего поля H, верхний знак «±» относится к восходящей ветви петли, а нижний – к нисходящей.
Задание на лабораторную работу:
1. Согласно варианту построить петлю гистерезиса в Excel
2. Рассчитать площадь петли в borland C++ bilder, используя метод численного расчета площади определенного интеграла.
3. Вычислить энергоэффективность материала
Таблица вариантов
| № варианта | Hm | χ н | bR |
| 0, 03 | 0, 04 | ||
| 0, 01 | 0, 05 | ||
| 0, 02 | 0, 06 | ||
| 0, 04 | 0, 041 | ||
| 0, 05 | 0, 043 | ||
| 0, 06 | 0, 045 | ||
| 0, 07 | 0, 047 | ||
| 0, 035 | 0, 049 | ||
| 0, 017 | 0, 051 | ||
| 0, 026 | 0, 053 | ||
| 0, 029 | 0, 055 | ||
| 0, 031 | 0, 057 | ||
| 0, 033 | 0, 059 | ||
| 0, 039 | 0, 061 | ||
| 0, 041 | 0, 063 | ||
| 0, 042 | 0, 065 | ||
| 0, 043 | 0, 067 | ||
| 0, 036 | 0, 069 | ||
| 0, 037 | 0, 042 | ||
| 0, 038 | 0, 044 | ||
| 0, 028 | 0, 046 | ||
| 0, 027 | 0, 048 | ||
| 0, 044 | 0, 052 | ||
| 0, 019 | 0, 054 | ||
| 0, 018 | 0, 056 |
Контрольные вопросы
1. Как влияют высокие температуры на работоспособность FRAM?
2. Имеются ли у FRAM те же проблемы масштабируемости, что у Flash и EEPROM?
3. Теряет ли FRAM данные после чтения?
4. Не снижает ли новая технология изготовления памяти FRAM безопасность данных?
5. Подвержены ли устройства с FRAM действию магнитных полей?
6. Насколько мощное электрическое поле может выдержать устройство на основе FRAM?
7. Подвержена ли FRAM воздействию излучения или кратковременным ошибкам?
8. Каковы приоритеты TI в области FRAM?
9. Расшифровать технические характеристики FRAM?
|
|