ОЗУ типа FRAM

FRAM — это запоминающее устройство типа ОЗУ, которое использует сегнетоэлектрический эффект для реализации механизма хранения данных. Этот механизм существенно отличается от используемой в других типах энергонезависимой памяти технологии плавающего затвора. Сегнетоэлектрический эффект — это возможность материала сохранять электрическую поляризацию в отсутствие внешнего электрического поля. Сегнетоэлектрические материалы нечувствительны к магнитным полям и Х-излучению. Конструктивное исполнение FRAM-устройств делает их нечувствительными к реальным внешним электрическим полям.

Ячейка памяти FRAM создается размещением сверхтонкой пленки сегнетоэлектрического материала в крис-таллическом виде между двумя плоскими металлическими электродами, образующими конденсатор. Этот конденсатор конструктивно очень похож на конденсатор, используемый при построении ячейки динамического оперативного запоминающего устройства (Dynamic RAM - DRAM). Однако, вместо того, чтобы хранить данные как заряд в конденсаторе, подобно DRAM, сегнетоэлектрическая ячейка памяти хранит данные внутри кристаллической структуры. Сегнетоэлектрические кристаллы сохраняют два стабильных состояния — «1» и «0». Благодаря этому реализация базовой ячейки ОЗУ проста, как и схемы усилителя считывания и записи. Поскольку в ячейке FRAM отсутствует эффект утечки заряда, приводящий к потере информации, нет необходимости в периодической регенерации данных, как в динамической памяти. Более того, при отключении напряжения питания данные сохраняются.

Сегнетоэлектрический кристалл имеет подвижный атом в центре кристалла. Приложение внешнего электрического поля к кристаллу заставляет этот атом двигаться в направлении приложенного поля. Изменение направления электрического поля заставляет атом двигаться в обратном направлении. Положение атома в верхней и нижней части кристалла стабильное. Поэтому снятие электрического поля оставляет атом в стабильном положении, даже при отсутствии напряжения питания. Как элемент памяти, сегнетоэлек-трический кристалл идеально подходит для реализации устройств цифровой (дискретной) памяти. Он имеет два устойчивых состояния и является очень стабильным во времени. При этом требуется очень мало времени и энергии для изменения его состояния.

ПЛИС.

Программи́руемая логи́ческая интегра́льная схе́ма (ПЛИС, англ. programmable logic device, PLD) — электронный компонент, используемый для создания цифровых интегральных схем. В отличие от обычных цифровых микросхем, логика работы ПЛИС не определяется при изготовлении, а задаётся посредством программирования (проектирования). Для программирования используются отладочные среды, позволяющие задать желаемую структуру цифрового устройства в виде принципиальной электрической схемы или программы на специальных языках Verilog, VHDL. Альтернативой ПЛИС являются заказные БИС, которые существенно дороже и компьютеры (микроконтроллеры), которые из-за программного способа реализации алгоритмов медленнее ПЛИС.

Некоторые производители ПЛИС предлагают процессоры для своих ПЛИС, которые могут быть модифицированы под конкретную задачу, и затем встроены в ПЛИС, тем самым уменьшить место на печатной плате и упростив разработку для самой ПЛИС.