1 引言
    铁电存储器(FRAM)具有擦写次数多，读写速度快，抗干扰强，功耗低，读写无限次，数据不丢失等优点，已广泛应用于仪器仪表、航空航天、工业控制系统、网络设备、自动取款机等领域。美国Ramtron公司铁电存储器的核心技术是采用铁电晶体材料。这一特殊材料使铁电存储器同时拥有随机存取记忆体(RAM)和非易失性存储器特性。与EEPROM和Flash非易失性存储器相比，FRAM在单片容量、单元密度、写入速度、擦除速度、功耗、成本等方面具有更大的优势，因此，FRAM是大容量、高密度数据存储的理想方案。

2 FM25H20简介
    FM25H20是美国Ramton公司的2 MB串行非易失性的FRAM，其工作电压为2．7~3．6 V，采用先进的130 nm CMOS工艺，8引脚TDFN封装，具有256 KBx8位存储结构，总线读写速度高达40 MHz，无限次读写和低工作电流，并具有10年数据保存能力。此外，FM25H20还包含一个工业标准SPI接口，优化FRAM高速写入能力。并具有硬件和软件写保护功能。防止意外写入和数据破坏。该串行FRAM具有低工作电流，在40 MHz读写速度下，工作电流小于10 mA，待机时为80μA。FM25H20与其他同类串行Flash存储器引脚兼容，但性能远优于Flash存储器。

3 FM25H20的工作原理
3．1 存储器结构
    FM25H20是由存储阵列、数据输入输出缓冲和锁存、命令寄存器、非易失性数据寄存器、地址锁存与译码、指令译码、时钟信号发生器、控制逻辑、写保护等模块构成。其内部结构如图l所示。外部电路通过8位I／O端口分时访问FM25H20的命令寄存器、地址寄存器和数据寄存器，完成对其内部存储器的访问。

3．2 SPI工作方式
    FM25H20是串行FRAM，其内部存储结构为256 KB×8位，地址范围为00000H~3FFFFH，采用24位寻址方式。FM25H20寻址遵循SPI协议，该协议包括片选S，操作码C和2字节地址D。FM25H20支持SPI工作方式0和工作方式3。使用时，在S信号的下降沿时，根据时钟总线和数据总线的状态确定FM25H20的工作方式。SPI工作方式O和工作方式3的时序图分别如图2和图3所示。

3．3 操作指令
    FM25H20的SPI协议由操作指令控制。当片选信号S有效时(S=0)，FM25H20操作指令的第一个字节为命令字，紧接其后的是1l位有效地址和传输数据。FM25H20操作指令共有7条，分为3类如表1所示。其中，第一类指令为不接任何操作数，用于完成某一特定功能。包括WREN和WRDI指令；第二类指令为接一个字节．用于对状态寄存器的操作，包括RDSR和WRSR指令；第三类指令可对存储器进行读写操作，该类指令后紧接存储器地址和一个或多个地址数据，包括READ和WRITE指令。所有的指令，其地址和数据都是以MSB(最高有效位)在前的方式传输。