2.2 fram的讀/寫操作
fram儲存資料不是通過電容上的電荷，而是由儲存單元電容中鐵電晶體的中心原子位置進行記錄。直接對中心原子的位置進行檢測是不能實現的。實際的讀操作過程是：
在儲存單元電容上施加一已知電場（即對電容充電），如果原來晶體中心原子的位置與所施加的電場方向使中心原子要達到的位置相同，中心原子不會移動；若相反，則中心原子將越過晶體中間層的高能階到達另一位置，在充電波形上就會出現乙個尖峰，即產生原子移動的比沒有產生移動的多了乙個類峰。把這個充電波形同參考位（確定且已知）的充電波形進行比較，便可以判斷檢測的儲存單元中的內容是「1」或「0」。
無論是2t2c還是1t1c的fram，對儲存單元進行讀操作時，資料位狀態可能改變而參考位則不會改變（這是因為讀操作施加的電場方向與原參考位中原子的位置相同）。由於讀操作可能導致儲存單元狀態的改變，需要電路自動恢復其內容，所以每個讀操作後面還伴隨乙個「預充」（precharge）過程來對資料位恢復，而參考位則不用恢復。晶體原子狀態的切換時間小於1ns，讀操作的時間小於70ns，加上「預充」時間60ns，乙個完整的讀操作時間約為130ns。
寫操作和讀操作十分類似，只要施加所要的方向的電場改變鐵電晶體的狀態就可以了，而無需進行恢復。但是寫操作仍要保留乙個「預充」時間，所以總的時間與讀操作相同。fram的寫操作與其它非易失性儲存器的寫操作相比，速度要快得多，而且功耗小。
2.3 fram的讀寫時序
在fram讀操作後必須有個「預充電」過程，來恢復資料位。增加預充電時間後，fram乙個完整的讀操作週期為130ns，如圖3（a）所示。這是與sram和e2prom不同的地方。
圖3（b）為寫時序。
3 fram與其它儲存技術比較
目前ramtron公司的fram主要包括兩大類：序列fram和並行fram。其中序列fram又分i2c兩線方式的fm24××系列和spi三線方式的fm25xx系列。
序列fram與傳統的24xx、25xx型的e2prom引腳及時序相容，可以直接替換，如microchip、xicor公司的同型號產品；並行fram**較高但速度快，由於存在「預充」問題，在時序上有所不同，不能和傳統的sram直接替換。
fram產品具有ram和rom優點，讀寫速度快並可以像非易失性儲存器一樣使用。因鐵電晶體的固有缺點，訪問次數是有限的，超出限度，fram就不再具有非易失性。ramtron給出的最大訪問次數是100億次（10 10），但是並不是說在超過這個次數之後，fram就會報廢，而是它僅僅沒有了非易失性，但它仍可像普通ram一樣使用。
（1）fram與e2prom
fram可以作為e2prom的第二種選擇。它除了e2prom的效能外，訪問速度要快得多。但是決定使用fram之前，必須確定系統中一旦超出對fram的100億次訪問之後絕對不會有危險。
（2）fram與sram
從速度、**及使用方便來看，sram優於fram；但是從整個設計來看，fram還有一定的優勢。
假設設計中需要大約3kb的sram，還要幾百個位元組用來儲存啟動**的e2prom配置。
非易失性的fram可以儲存啟動程式和配置資訊。如果應用中所有儲存器的最大訪問速度是70ns，那麼可以使用1片fram完成這個系統，使系統結構更加簡單。
（3）fram與dram
dram適用於那些密度和**比速度更重要的場合。例如dram是圖形顯示儲存器的最佳選擇，有大量的畫素需要儲存，而恢復時間並不是很重要。如果不需要下次開機時儲存上次內容，使用易失性的dram儲存器就可以。
dram的作用與成本是fram無法比擬的。事實證明，dram不是fram所能取代的。
（4）fram與flash
現在最常用的程式儲存器是flash，它使用十分方便而且越來越便宜，程式儲存器必須是非易失性的，並且要相對低廉，還要比較容易改寫。而使用fram會受訪問次數的限制。
4 fram與微控制器介面
下面介紹並行fram——fm1808與8051/52—的實際應用。
4.1 預充電訊號的產生
在大多數的8051系統中，對儲存器的片選訊號ce通常允許在多個讀寫訪問操作時保持為低。但這對fm1808不適用，必須在每次訪問時ce由硬體產生乙個正跳變。標準8051核的乙個機器週期包括12個時鐘週期，ale訊號在每個機器週期中有效兩次，除了對外部資料儲存器訪問時僅有效一次。
8051對外部儲存器的讀或寫操作需要兩個機器週期。快速型8051如ds87c520或w77e58的乙個機器週期僅需4個時鐘週期，而在一些新的，如philips的8051中，乙個機器週期為6個時鐘週期，在任何乙個機器週期中ale訊號都有效兩次。儘管有這些不同，仍可以用ale訊號和位址片選來產生可用作fram訪問的ce訊號。
要保證對fm1808的正確訪問，必須注意兩點：
第一，fram的訪問時間必須大於70ns；
第二，ale的高電平寬度必須大於60ns。
對於標準的8051/52，ale訊號的寬度因不同廠家略有不同。一些快速的8051/52系列，如dallas的ds87c520，winbond的w77e58則更窄一些。
根據前面的介紹，要實現對fm1808的正常操作，對於標準8051/52來說，主頻不能高於20mhz；而對於高速型的8051/52，主頻不應高於23mhz。
4．2 fm1808與8051的介面電路
fm1808與8051介面電路如圖4所示。這裡使用8051的ale訊號和由位址產生ce的片選訊號相「或」來產生ce的正跳變。2片32k×8的fram儲存器，a15與ale通過74fc32相「或」作為u2的片選，取反後作為u3的片選。
所以，u2的位址為0～7fffh，u3的位址為8000h～ffffh。8051的rd訊號與psen訊號相「與」後作為u3的輸出允許，所以u3作為程式或資料儲存器使用。當j1跳接塊在右邊時，u2與u3用法相同；而j1跳接在左邊時，u2僅作為程式儲存器。
要保證**不會意外地被改寫，僅需斷開j2即可。
需要注意的是，由於邏輯閘電路都有6～8ns的延時時間，在主頻較高時對應使用快速型邏輯晶元（f系列）。
結語fram產品為我們提供了可使用的儲存器的一種新選擇，在原來使用e2prom的應用中表現會更出色，為某些原來認為需要使用sram的e2prom的應用系統找到一種新的途徑。但是由於最大訪問次數的限制，要成為理想的通用儲存器，fram還有很長的路要走。
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