開車的朋友可能會(huì)有這樣的經(jīng)歷，當(dāng)您經(jīng)過高速公里收費(fèi)站時(shí),，您的交通收費(fèi)卡在進(jìn)站和出站時(shí)偶爾會(huì)無法讀取，原因是您的交通卡使用的頻率比較高,，超過了它的讀寫次數(shù)。目前,，這些交通卡大部分是采用內(nèi)嵌EEPROM的RFID制作的，而如果將智能交通卡中的EEPROM換成FRAM,，問題就迎刃而解了,。

       “采用FRAM 的RFID的讀寫次數(shù)可以達(dá)到1012，而采用EEPROM 的RFID的讀寫次數(shù)最多只有一百萬次,，這就是為何高速收費(fèi)處偶爾會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)讀不出的問題,?！?a class="innerlink" href="http://forexkbc.com/tags/富士通" title="富士通" target="_blank">富士通半導(dǎo)體(上海)有限公司市場(chǎng)部高級(jí)經(jīng)理蔡振宇指出：“在RFID中嵌入FRAM,，能夠打破傳統(tǒng)采用EEPROM的RFID標(biāo)簽的一系列性能限制，解決很多應(yīng)用難題,?！?/p>

在RFID中嵌入FRAM,，實(shí)現(xiàn)突破性優(yōu)勢(shì)

       富士通半導(dǎo)體內(nèi)嵌FRAM的RFID產(chǎn)品相比其單體FRAM產(chǎn)品是比較新的,，而市場(chǎng)上常用的RFID產(chǎn)品嵌入的是EEPROM,。與內(nèi)嵌EEPROM的RFID產(chǎn)品相比,，內(nèi)嵌FRAM的RFID不只讀寫速度快很多,，并且其抗輻射性比EEPROM高出不止一個(gè)數(shù)量級(jí)。下圖1所示為FRAM RFID 和EEPROM RFID的性能對(duì)比,。

                         圖1. FRAM RFID vs EEPROM RFID,。

       FRAM是一種非易失性存儲(chǔ)器，使用鐵電材料作為數(shù)據(jù)載體,，結(jié)合了隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)的優(yōu)勢(shì),。作為用在RFID中的非易失性存儲(chǔ)器， EEPROM已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,，但是當(dāng)數(shù)據(jù)被寫入時(shí),，EEPROM需要內(nèi)部升壓電壓，因?yàn)閿?shù)據(jù)存儲(chǔ)的原則就是要看是否帶有電子電荷,，所以它的寫入速度較慢慢(需要數(shù)毫秒),，耐擦寫次數(shù)也僅限于10萬次左右。因此,，大部分基于EEPROM的RFID都是小存儲(chǔ)容量產(chǎn)品,，只適合讀，不適合寫,。

       比較而言,，F(xiàn)RAM RFID數(shù)據(jù)寫入時(shí)間非常快,。例如,，以寫入數(shù)據(jù)為例，采用EEPROM的RFID需要有6msec的時(shí)間來等待回應(yīng),，而采用FRAM的RFID僅需要100usec,。并且，F(xiàn)RAM在寫和讀方面的性能一樣好,，因?yàn)槎叩脑瓌t一樣。

       FRAM的另一個(gè)主要特點(diǎn),，就是在防輻射方面明顯優(yōu)于EEPROM。例如,，在醫(yī)療設(shè)備和包裝,、食品或者亞麻布的伽瑪射線滅菌過程中,，存在于 EEPROM中的數(shù)據(jù)會(huì)受到放射線的嚴(yán)重影響，因?yàn)樗臄?shù)據(jù)存儲(chǔ)采用的是電子電荷,。而存在于FRAM中的數(shù)據(jù)在高放射水平下仍然不會(huì)受到影響,。

在FRAM RFID中加入SPI串行接口，擴(kuò)展應(yīng)用領(lǐng)域

       到目前為止,，富士通半導(dǎo)體已經(jīng)開發(fā)出了適合各類應(yīng)用的FRAM RFID產(chǎn)品，覆蓋了HF（高頻：13.56MHz）和UHF（超高頻：860至960MHz）,。如下圖2所示為富士通半導(dǎo)體FRAM RFID產(chǎn)品線,。這些FRAM RFID可廣泛應(yīng)用于工業(yè),、醫(yī)療、航空等領(lǐng)域,。

                        圖2.  富士通半導(dǎo)體FRAM RFID產(chǎn)品線,。

       “和目前常用的EEPROM RFID相比,，F(xiàn)RAM RFID的容量會(huì)更大,。市面上比較多的RFID產(chǎn)品都是128b或是512b，而客戶有往里面存儲(chǔ)更多信息的需求,?！辈陶裼畋硎荆骸澳壳拔覀兊腇RAM RFID的容量最大可以做到64KB,。此外，富士通半導(dǎo)體還推出了帶有SPI串行接口的FRAM RFID產(chǎn)品,，這將為FRAM RFID增添新的附加價(jià)值?！?/p>

       RFID起初被用作可由RFID閱讀器讀取的ID存儲(chǔ),。富士通半導(dǎo)體將FRAM用在了RFID上，由于FRAM擦寫速度快,、耐擦寫次數(shù)高而實(shí)現(xiàn)了大容量存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)載體標(biāo)簽,。如今,，內(nèi)置的串行接口可將傳感器與RFID連接在一起，從而豐富了RFID應(yīng)用,。

       大存儲(chǔ)數(shù)據(jù)載體的優(yōu)勢(shì)就是RFID可以記錄可追溯數(shù)據(jù),，如制造數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù),、物流數(shù)據(jù),、維護(hù)數(shù)據(jù)等，因此它可用于各種資產(chǎn),、產(chǎn)品和零部件的管理,。基于這些市場(chǎng)需求,，富士通半導(dǎo)體開發(fā)出了帶有SPI接口的FRAM RFID產(chǎn)品,。

       這種配置的主要特點(diǎn)就是,，對(duì)于同一個(gè)FRAM存儲(chǔ)區(qū)來說,，既可以從串行接口進(jìn)入，也可以從RF接口進(jìn)入,。除了傳感應(yīng)用外,，內(nèi)置串行接口的RFID在理論上可以與受MCU控制的各種應(yīng)用相連接。

FRAM RFID創(chuàng)新應(yīng)用案例

       FRAM為RFID注入了新的活力,，尤其是在傳統(tǒng)EEPROM RFID不能滿足應(yīng)用需求的領(lǐng)域,，例如工廠自動(dòng)化和維護(hù)、醫(yī)療,、航天等領(lǐng)域中,，F(xiàn)RAM RFID能夠突破一切性能限制，實(shí)現(xiàn)EEPROM RFID所不能實(shí)現(xiàn)的功能,。

       在工廠自動(dòng)化和維護(hù)的應(yīng)用中,，在制造組裝生產(chǎn)線上的歷史數(shù)據(jù)、手冊(cè),、零件信息等都可以被寫進(jìn)FRAM RFID標(biāo)簽,，從而縮短了讀取時(shí)間，使生產(chǎn)線構(gòu)成更加高效性,。如下圖3所示為富士通半導(dǎo)體的FRAM RFID標(biāo)簽用于工廠自動(dòng)化和維護(hù)中的一個(gè)實(shí)例,。將零件的維護(hù)信息和操作歷史數(shù)據(jù)記錄在標(biāo)簽內(nèi)，可以飛躍性地提高飛機(jī),、基礎(chǔ)設(shè)施,、土木等維護(hù)操作的工作效率。

                         圖3. FRAM RFID應(yīng)用于工廠自動(dòng)化和維護(hù),。

       “如果要把生產(chǎn)線,、流水線變快,，那么RFID讀取速度也要變快。富士通半導(dǎo)體的118C就已成功地運(yùn)用在這樣的領(lǐng)域,?！?nbsp;蔡振宇表示。例如下圖4所示的汽車生產(chǎn)線,，其每年的生產(chǎn)量之所以都會(huì)提升,，是因?yàn)樵谡麄€(gè)汽車生產(chǎn)過程中使用了FRAM RFID。

       而對(duì)于醫(yī)療和制藥領(lǐng)域,，最重要的是FRAM技術(shù)可以抵抗輻射,。美國和歐洲的國家會(huì)有很多接觸到醫(yī)療器械的地方，需要經(jīng)過伽瑪放射性消毒,，F(xiàn)RAM對(duì)輻射有很強(qiáng)的耐受性,。基于FRAM的RFID可輕松通過標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療滅菌過程,，而基于EEPROM的RFID在這一過程中信息會(huì)被破壞,。

       “從目前的情況來看，以前是美國和歐洲在這方面的應(yīng)用需求比較多,，如今我們慢慢地看到,，中國的醫(yī)院和中國客戶也提出此類需求。目前市場(chǎng)上只有我們的FRAM的RFID能夠滿足這些需求,?！辈陶裼畋硎尽?/p>

       FRAM RFID非常適合用于諸如手術(shù)臺(tái)的追溯,、藥劑盒子,、類似于穿刺、血透的管子等應(yīng)用中,。如下圖5所示為FRAM RFID標(biāo)簽應(yīng)用于血透管子的一個(gè)例子,，可以耐受一定的伽瑪射線。而下圖6是FRAM RFID用作醫(yī)藥標(biāo)簽的實(shí)例,。

                 圖4. 在汽車生產(chǎn)線上采用FRAM RFID標(biāo)簽,，提高生產(chǎn)效率。

       而對(duì)于醫(yī)療和制藥領(lǐng)域,，最重要的是FRAM技術(shù)可以抵抗輻射,。美國和歐洲的國家會(huì)有很多接觸到醫(yī)療器械的地方，需要經(jīng)過伽瑪放射性消毒,，F(xiàn)RAM對(duì)輻射有很強(qiáng)的耐受性,。基于FRAM的RFID可輕松通過標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療滅菌過程,，而基于EEPROM的RFID在這一過程中信息會(huì)被破壞,。

       “從目前的情況來看,，以前是美國和歐洲在這方面的應(yīng)用需求比較多，如今我們慢慢地看到,，中國的醫(yī)院和中國客戶也提出此類需求,。目前市場(chǎng)上只有我們的FRAM的RFID能夠滿足這些需求?！辈陶裼畋硎?。

       FRAM RFID非常適合用于諸如手術(shù)臺(tái)的追溯、藥劑盒子,、類似于穿刺,、血透的管子等應(yīng)用中。如下圖5所示為FRAM RFID標(biāo)簽應(yīng)用于血透管子的一個(gè)例子,，可以耐受一定的伽瑪射線,。而下圖6是FRAM RFID用作醫(yī)藥標(biāo)簽的實(shí)例。

                           圖5. FRAM RFID用作Gamma Tag,。

                               圖6. FRAM RFID用作醫(yī)藥標(biāo)簽

       此外,，冷鏈控制也是FRAM RFID的用武之地，如果您要追溯運(yùn)輸途中每一個(gè)結(jié)點(diǎn)溫度的變化,，如何保證整個(gè)運(yùn)輸途中都能在這個(gè)溫度以下,？就需要在整個(gè)車箱里加裝一個(gè)RFID的模塊，實(shí)時(shí)把數(shù)據(jù)傳到接收端,，客戶讀一下就可以看出一小時(shí)運(yùn)輸范圍內(nèi)有沒有超過溫度系數(shù)、溫度范圍,，擁有SPI接口的RFID可以實(shí)現(xiàn)這樣的應(yīng)用,。

       蔡振宇最后指出：“為了更好的在技術(shù)上支持廣大工程師的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，富士通半導(dǎo)體還提供FRAM RFID開發(fā)板,，以使得工程師可以更好的了解FRAM RFID的性能及應(yīng)用,，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間。有需要的朋友可以聯(lián)系我們,?！备皇客ò雽?dǎo)體FRAM RFID開發(fā)套件如下圖7所示。 

                              圖7. 富士通半導(dǎo)體FRAM RFID開發(fā)套件