FM24CL64, FM24C04 или FM24V10 — какую FRAM-память заказывать?

Почему FRAM, а не EEPROM

В обычной EEPROM после передачи байта память занята: внутри идёт цикл перезаписи ячейки, и следующую запись шина должна ждать — либо по сигналу готовности, либо по фиксированной паузе в драйвере. За это время шина простаивает, а ресурс ячейки расходуется: у обычной EEPROM он измеряется десятками тысяч циклов. FRAM работает иначе: запись в ячейку происходит на скорости передачи по шине, сигнал готовности не нужен вовсе, и благодаря отсутствию внутреннего повышенного напряжения при записи прибор потребляет заметно меньше энергии в момент записи.

Отсюда и срок жизни: у ветки CL ресурс записи доведён до 10¹⁴ циклов, то есть параметры можно переписывать непрерывно годами. Для прибора, который пишет показания датчиков, счётчики событий, калибровочные коэффициенты или журнал измерений, это снимает целый класс отказов: износ ячейки памяти.

Объём, ресурс и питание

В таблице видно, что шестидесятичетырёхкитовая позиция существует в двух исполнениях, и это не ревизия, а разные поколения: FM24C64 — пяти-вольтовая ветка с ресурсом 10¹⁰ и хранением данных 10 лет при 85 °C, а FM24CL64 — та же ёмкость, но ресурс 10¹⁴, питание от 2,7 В и та же частота шины 1 МГц. У четырёхкитовой CL-версии срок хранения заявлен до 151 года при 85 °C, у остальных — 10 лет. Разница в ресурсе записи между C и CL достигает четырёх порядков, и для прибора с постоянной записью это решающий довод в пользу CL.

В каталоге также встречаются промежуточные объёмы ветви CL на 16 Кбит и расширенный вариант FM24W256 — они относятся к той же архитектуре, но за ними стоит другой лист паспорта, поэтому по цифрам после букв их параметры стоит сверять отдельно.

FM24 или FM25: интерфейс зашит в название

Это самая частая ошибка при замене в этой линейке. Все приборы серии FM24 работают по двухпроводному интерфейсу I²C, а все приборы серии FM25 — по SPI, причём SPI-версии имеют другую распиновку в восьмивыводном корпусе. То есть FM25CL64 при том же объёме 64 Кбит, том же ресурсе 10¹⁴ и том же напряжении питания не заменяет FM24CL64: это другой интерфейс, другая раскладка выводов и другой драйвер.

Второй момент — корпус и упаковка. Все эти приборы выпускаются в восьмивыводных корпусах, часть вариантов — в DFN, и при заказе важно указать не только прибор, но и исполнение упаковки: трубка или лента. В обозначении это различается последней буквой.

Где FRAM окупается, а где нет

FRAM имеет смысл там, где запись идёт постоянно или по событию: журнал измерений, счётчики наработки, хранение калибровки, накопление статистики, обновление параметров настройки по интерфейсу. В этих задачах EEPROM либо изнашивается, либо заставляет микроконтроллер ждать паузу после каждой записи, а флеш-память вдобавок требует стирания страницы и не подходит для точечного изменения одного байта.

Окупаемость нужно считать по объёму: на 4 Кбит экономия невелика, а на 1 Мбит у FM24V10 разница в цене между FRAM и флеш-памятью того же объёма обычно окупается за первые тысячи циклов записи. Отдельно FRAM удобна там, где после сброса питания данные должны остаться целыми и при этом перезаписываться по кругу: перезагрузка прибора не стирает журнал и не требует процедуры восстановления.

Что учесть при заказе

• Указывать интерфейс явно: FM24 — I²C, FM25 — SPI, и взаимозаменяемости между ними нет.
• Смотреть на суффикс CL: ресурс записи 10¹⁴ против 10¹⁰ у старой серии C и питание от 2,7 В вместо 5 В.
• Проверять частоту шины: у FM24C04 она 400 кГц, у остальных — 1 МГц и выше, и прошивка с таймингами под 1 МГц на C04 работать не будет.
• Учитывать объём: две цифры в названии — это килобиты, и FM24V10 с цифрой 10 означает 1 Мбит, а не 10 Кбит.
• Сверять корпус и упаковку: восьмивыводные варианты, DFN, трубка или лента — это разные артикулы.
• Проверять температурный класс: приборы рассчитаны на −40…+85 °C, и для наружного исполнения нужен другой класс.

Частые вопросы

• Чем FRAM отличается от EEPROM — запись идёт на скорости шины, без цикла стирания и без ожидания готовности, а ресурс записи на порядки выше.
• Можно ли поставить FM25CL64 вместо FM24CL64 — нет, это SPI-прибор с другой распиновкой.
• Что означает 10 в FM24V10 — 1 Мбит: в этой линейке две цифры означают килобиты, а 10 — это 1024 килобита.
• Сколько раз можно перезаписать ячейку — до 10¹⁴ циклов у ветки CL и 10¹⁰ у старой серии C.
• Есть ли у вас эта память — пришлите полное обозначение, интерфейс и объём; при отсутствии позиции подберём по этим параметрам.

Чем полезен такой заказ через нас

У памяти формат обозначения кодирует сразу три вещи — объём, интерфейс и класс, — и ошибка в любой из них означает либо неработающую прошивку, либо прибор без нужного ресурса записи. Мы разбираем обозначение по архитектуре производителя, сверяем интерфейс, объём, питание, частоту шины и ресурс записи, а при подборе замены прямо пишем, чем новый прибор отличается и требует ли он правок в драйвере шины.