FRAM在医疗领域和智能电表中的应用及发展

主页（http://www.cnwulian.net）：FRAM在医疗领域和智能电表中的应用及发展

电子发烧友网 > 医疗电子 > 正文

FRAM在医疗领域和智能电表中的应用及发展

来源：富士通 作者：厂商供稿2017年03月29日 11:46

分享

[导读] 与传统非易失性存储器相比，FRAM的功耗要低很多，而且写入速度更快。对于类似的写入，FRAM功耗只有EEPROM的1/1000。FRAM的写入时间是EEPROM的1/40000，达到SRAM和DRAM这些传统易失性存储器的级别。而且，FRAM的读/写耐久性能远远优于EEPROM和Flash存储器。EEPROM和Flash存储器能写入大约100万次（106次），FRAM最高可写入1013次，或者说写入次数可以达到前两种存储器的1000万倍以上。

关键词：FRAM富士通

FRAM的产品定位和优点

FRAM（铁电随机存取存储器）是一种使用铁电膜来保存数据的非易失性存储器。这种存储器具有非易失性和随机存取的特性，非易失性意味着即便关闭芯片的电源，存放在存储器里的数据也能保存下来。

与传统非易失性存储器相比，FRAM的功耗要低很多，而且写入速度更快。对于类似的写入，FRAM功耗只有EEPROM的1/1000。FRAM的写入时间是EEPROM的1/40000，达到SRAM和DRAM这些传统易失性存储器的级别。而且，FRAM的读/写耐久性能远远优于EEPROM和Flash存储器。EEPROM和Flash存储器能写入大约100万次（106次），FRAM最高可写入1013次，或者说写入次数可以达到前两种存储器的1000万倍以上。

FRAM还有一个特点，即使用极化技术保存数据的铁电存储器在遭受辐射时也不会发生数据丢失问题。如果是EEPROM和Flash存储器，保存数据取决于电荷是否存在于器件的存储区，辐射会引起电荷漂移，导致数据被破坏。

FRAM的另一个独特优点是采用不同的单元结构，这种结构具有优秀的器件级防篡改能力，防范未经授权的数据读取，并通过了一系列严苛的安全认证标准，例如在由法国国防部的DCSSI实施的EAL （基于国际标准ISO/IEC 15408的评估保证级别）认证中，FRAM通过了EAL4+认证，为消费家电类别的最高排名。常用的存储器保存数据取决于在存储单元的储存区是否有电荷。然而，电荷的变化可以被第三方工具扫描到，对存储的数据进行非授权的存取。FRAM通过极化方式来记录数据，用电场改变组成材料的分子方向，因此很少碰到这种风险。

富士通半导体使用成熟技术生产FRAM的时间已经超过10年，可以为用户提供很宽的产品线。在医疗领域和智能电表中的解决方案及应用而备受业界瞩目。

富士通半导体的FRAM在医疗领域备受关注，赢得了更广泛的应用和用户的青睐。FRAM具有很多无可匹敌的优点，包括快速写入、接近无限次读/写耐久性、低功耗和耐辐射性，能够为医疗设备和系统增添新的实用价值。FRAM早已经被用于CT扫描机和其他大型设备当中，在小型医疗设备中的使用也在不断增加。为了在医疗设备和生物制药的生产控制实现认证的目的，具有FRAM的RFID也变得越来越普及。

CT扫描机是一种使用FRAM的医疗设备，早在很多年前就有好几家设备制造商开始采用FRAM。不同的制造商在设备内部使用FRAM的目的是不一样的，其中之一是控制系统以确定什么时候需要对设备进行保养。

CT扫描机里面的摄像头和X射线发生器的性能会随反复使用而恶化，这些元器件必须定期更换。在这些领域，FRAM被用作控制系统的存储器设备，用来记录设备的工作时间和受到辐射的数量。FRAM芯片是具有快速写入、高读/写耐久性和耐辐射特性的非挥发存储器，很适合这种苛刻的工作环境。

FRAM还被用于病人身旁的监护仪，记录或监控病人的生命体征—心率、脉搏、血压、体温等。这些监护仪存储了病人预先记录的基准信息，可以和最近测量的数据进行对照。如果发生异常情况，监护仪就会报警。与EEPROM相比，FRAM可以更频繁地写入，设备可以进行更频繁的测量，这样监护仪就能够记录更多的细节信息。FRAM的快速写入能力还意味着，如果突然断电的话，不会丢失数据，因为FRAM可以在系统的供电中断之前，在最短的时间内储存数据。

设备制造商正在考虑将FRAM用于自动CPAP（连续正气道压力）设备，用来跟踪睡眠呼吸暂停。CPAP监控和记录病人在睡眠时的呼吸数据，在需要的时候帮助病人呼吸。“目前，自动CPAP使用SRAM存储数据，但使用FRAM就不需要保存SRAM上数据的电池。”一些CPAP使用EEPROM来储存设备的初始参数，但是使用FRAM存储这些参数并记录数据，连EEPROM也不用了。

一些助听器制造商正在考虑在助听器中使用FRAM。现在的很多助听器可以根据每个人的使用情况进行调整，以达到最优的性能。制造商用一个记录系统来登记这些信息，正在考虑用FRAM作为记录用存储器。现在的助听器通常使用EEPROM来记录信息，但是FRAM可以更快地写入数据，且耗能更少。例如，以同样的频率写入64字节的数据，FRAM的写入速度比EEPROM快20倍，功耗只有后者的1/140，这意味着更换电池的频率更低。

FRAM还有另一个独特的优势，那就是能够减少存储器在写入数据时的噪声。EEPROM要使用内部的10V的高电压来擦除和在存储器中写入数据。在写入时，这个高供电电压会在电路中产生噪声，会转换成助听器使用者可以听到的重复噪声。如果使用FRAM，就不需要高电压来擦除和写入数据，这个问题迎刃而解。

FRAM不仅可以作为单独的元器件，而且还通过带有FRAM的RFID IC进入到医疗领域。例如，RFID标签可用于控制和鉴定医疗设备、产品和药物。一些RFID标签制造商和系统制造商已经把带有FRAM的RFID标签在医疗领域实现商用，在医疗设备和生物药品上得到使用。

RFID标签可以通过无线网络，把信息读取和写入到内部的存储器里。RFID不仅可以记录比条形码多得多的大量信息，信息还可以连续写入，所以RFID标签通常用于跟踪信息，以及物流和生产领域的其他应用。但是在医疗领域，有一个迄今普通RFID还进不去的领域，那就是对贴有标签的物品进行辐射消毒。