看看非易失性存儲器在汽車信息娛樂系統(tǒng)中的使用情況，F(xiàn)RAM 與閃存的效率對比便能一目了然。當(dāng)汽車斷電時，需要收集和存儲多種系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以便能夠在汽車重新通電時復(fù)原。在系統(tǒng)所保存的這些數(shù)據(jù)當(dāng)中，包括了駕駛者和乘客設(shè)定的溫度值、收音機預(yù)設(shè)電臺、GPS 位置和收音機音量等。

由于汽車并不知道其電源將在什么時候被切斷，因此必須使用一個電容器并在汽車通電時對其進行充電。在寫入數(shù)據(jù)的過程中，該電容器負(fù)責(zé)為閃存和 MCU 供電。需要保存的數(shù)據(jù)越多，電容器就越大。此外，閃存相對較慢的寫入速度對于所能保存的數(shù)據(jù)量也有影響。

在采用相似電容器的情況下，F(xiàn)RAM 可憑借其高寫入速度和功率效率實現(xiàn) 900 倍于閃存的數(shù)據(jù)存取量。這使得開發(fā)人員能夠采用較小(而且較便宜)的電容器，設(shè)計不太復(fù)雜的系統(tǒng)。寫操作能力上的這種巨大差異可造就一種全新的低功耗應(yīng)用，包括那些需要實時數(shù)據(jù)錄入和/或采用能量收集技術(shù)的應(yīng)用。而且，較快的寫操作能力還意味著系統(tǒng)可以在更長的時間里處于睡眠模式。

不過，使用 FRAM 也會影響系統(tǒng)的設(shè)計方法。閃存的寫壽命有限(可寫入次數(shù)約 10 萬次)，之后可靠性將開始下降。故此，系統(tǒng)參數(shù)常常僅在系統(tǒng)斷電時保存到閃存中。而 FRAM 實際上沒有限制的寫壽命(可寫入次數(shù)約 100萬億次)則可使開發(fā)人員重新考慮其存儲系統(tǒng)參數(shù)的方式。具體來說，就是可以把所有的數(shù)據(jù)早早存儲在非易失性 FRAM 中(即使在其經(jīng)常變化時也不例外)，而不是把參數(shù)存儲在 SRAM 中并在斷電時保存至閃存。由于不必主動保存參數(shù)且不再需要使用電容器，因此這種方式將更進一步地節(jié)省成本。

系統(tǒng)喚醒也得到了改善。在上述的汽車應(yīng)用中，上電時無需將設(shè)定值恢復(fù)至數(shù)據(jù)存儲器，因為它們已在公用的 FRAM 內(nèi)存空間里提供。對于可用功率嚴(yán)重受限的應(yīng)用(比如那些采用能量收集技術(shù)的應(yīng)用)，這同樣使其效率有所提高。由于在睡眠期之間不需要為存儲和恢復(fù)數(shù)據(jù)消耗功率，因此應(yīng)用可以使用較小的能量收集電路運作，從而降低系統(tǒng)的復(fù)雜性與成本。FRAM 使得開發(fā)人員能夠以“延長操作壽命、降低系統(tǒng)成本和提高產(chǎn)品可靠性”的方式重新考慮其系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計，這里所述只是一個例子而已。

FRAM 另一項重要功能是可兼用作程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。在基于閃存的系統(tǒng)中，根據(jù)代碼長度和數(shù)據(jù)量來優(yōu)化系統(tǒng)的能力，其受限于 MCU 所集成的閃存和 SRAM 的數(shù)量。

快速寫存取和實際上無限的可寫入次數(shù)使 FRAM 既可用作程序存儲器，也可用作數(shù)據(jù)存儲器。MSP430FR58xx 系列(首批基于“金剛狼”的器件)將提供 64 K 字節(jié)的存儲器，并為開發(fā)人員在代碼與數(shù)據(jù)之間分配該存儲器賦予了全面的靈活性。

同時，這還使得設(shè)計人員能夠采用具有不同于先前可用之內(nèi)存比 (memory ratio) 的較小 MCU。此外，TI 還集成了一個存儲器保護單元 (MPU)，用于避免數(shù)據(jù)操作意外改寫系統(tǒng)代碼以及用于提供額外存儲器保護的可鎖式代碼段。

基于“金剛狼”的器件還將具有一個 SRAM 區(qū)塊。該存儲器可用于那些真正需要 SRAM 的無限制可寫入次數(shù)的應(yīng)用(以滿足特定操作的要求)。該 SRAM 區(qū)塊亦可用于幫助簡化現(xiàn)有 MSP430 MCU 設(shè)計方案的移植。

實際的處理效率

對于超低功耗應(yīng)用而言，功耗的減半實際上遠比處理器速度的倍增更合乎需要。通過提高系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài)及從睡眠狀態(tài)喚醒的速度，開發(fā)人員可在相同的時間和功耗情況下完成更多的處理任務(wù)，從而實際上加快了處理速度。這也為開發(fā)人員管理其設(shè)計中的功率提供了更多的控制手段。針對嵌入式應(yīng)用，開發(fā)人員能夠充分利用基于“金剛狼”的高效率器件并調(diào)節(jié)至其所需的確切性能水平，而無須使用智能手機級的 MCU。

“金剛狼”器件將與現(xiàn)有的 MSP430 MCU 工具和軟件相容，從而使開發(fā)人員可充分“享用”無所不包的 MSP430 MCU 生態(tài)系統(tǒng)。芯片與工具鏈中的內(nèi)置硬件將幫助開發(fā)人員實時跟蹤電能使用狀況(獲得準(zhǔn)確的功率分配圖)，這樣在估計系統(tǒng)功耗和有效操作壽命時就不再需要依靠猜測了。TI 還將提供專為分析代碼而設(shè)計的優(yōu)化工具，以確保功率效率。

在過去的 10 年里，TI 以開發(fā)超低功耗技術(shù)為己任。“金剛狼”幫助實現(xiàn)了性能與透明電源管理技術(shù)的重大突破，開發(fā)人員因此能夠把更多的時間投入到設(shè)計其應(yīng)用的核心功能上，而減少花費在優(yōu)化功耗上的時間。

“金剛狼”平臺使 MCU 的功耗銳減 50%，從而真正改變了超低功耗技術(shù)領(lǐng)域的面貌。這種高功率效率與低功耗能量收集技術(shù)的進步相結(jié)合，使業(yè)界朝著“無電池世界”又邁近了一步。