在計量儀表行業(yè)，水表/氣表目前仍是不同于電表的一個“藍?！笔袌?，對成本的敏感度遠低于對功耗的敏感度,，正是因為這一特點,，使得FRAM這一無電池存儲技術在無論是通信單元(中繼)還是計量單元都得到越來越多的應用。
而在深圳最近舉辦的2015智能水/氣計量及管網執(zhí)行力論壇（WATER&GAS METERING China2015）上,，富士通半導體的展臺人頭攢動,，業(yè)界對這一新型存儲技術的關注可見一斑，FRAM在電表領域的成功很快將延伸到一顆電池要用10-15年的水/氣表中,，甚至有過之而無不及,。
富士通半導體FRAM產品中國市場負責人、市場部高級經理蔡振宇進一步分析了個中因素：相比電表的智能化程度,，水表/氣表的電子化和智能化還屬于剛剛起步,，因此市場空間巨大，特別是為建設節(jié)水型社會,，國家相關部門已明確提出用水要全面實施階梯收費,，水表改造的推進實現將快速推動數據存儲等電子元件在水表/氣表中的應用；另外,，人口紅利消失和勞動力成本不斷上升正推動遠程抄表系統(tǒng)的部署,，水表/氣表的智能化程度必須也正在不斷提到，這也會帶動存儲器的應用,，特別是讀寫壽命長,、功耗極低有利于延長電池使用壽命的FRAM將有極大的用武之地。
富士通半導體作為此次論壇的重要贊助商,，除了展出非常適合水表/氣表及工業(yè)應用的FRAM產品方案和演示板,、最新的功率及信號繼電器產品系列之外，還在論壇上做了題為“富士通鐵電在流量計中的應用”的精彩演講,，深入分析了FRAM相對EEPROM,、Flash的優(yōu)勢和應用案例。
顛覆對非易失性存儲器的認知
作為非易失性存儲器,，FRAM具有接近SRAM和DRAM這些傳統(tǒng)易失性存儲器的級別的高速寫入速度,，讀寫周期是傳統(tǒng)非易失性存儲器的1/30,000，但讀寫耐久性卻是后者的1,000萬倍,，達到了10萬億次,，可實現高頻繁的數據紀錄 (實時的記錄)。
“相當于可以從唐朝寫到現在,！”蔡振宇在演講中這樣形象地描述FRAM的讀寫耐久性,，若按5ms一次讀寫頻率來計算，達到10萬億次花費的時間是1,585年,。EEPROM只有100萬次讀寫壽命,，若按此讀寫頻率,，1個半小時就會報廢,，更別說只有10萬次讀寫壽命的Flash了,。另外，FRAM的數據保持時間也極長,，在85℃環(huán)境下,，可以達到至少10年。
“有人可能會提到,，EEPROM/Flash可以分區(qū)來操作讀寫以提高壽命,，即耗損均衡技術（wear leveling），”蔡振宇還分析道,，“但這樣會對軟件的冗余度提出更多要求,，并占用CPU（MCU）更多工作時間，因而會提升系統(tǒng)功耗,，尤其不適合水表/氣表這種電池供電計量應用,。而不需要wear leveling的FRAM可實現存儲器的小容量化，降低軟件的復雜化和漏洞(bug)混入的可能性,，工程師犯錯的幾率也降低了,，提升了整個系統(tǒng)的可靠性?！?nbsp;另外他提到,，無論是電池供電還電路供電，采用FRAM后,，斷電時即使需要數據寫入操作時也不需要大電容,。
而談到器件功耗本身，FRAM又展現“傲嬌”的一面,，EEPROM/Flash讀寫周期較長,，擦寫時特別耗電，而FRAM讀寫周期短,，因而功耗水平只有EEPROM的大約1/300,、Flash的1/100,000。
“若水表/氣表沒有辦法從MCU的角度去降低功耗,，可以再考慮轉換存儲器類型來幫助降低整個系統(tǒng)功耗,。”蔡振宇給參加論壇的業(yè)內人士建議道,。而且,，如果使用EEPROM或Flash的話，若在長時間的數據寫入期間發(fā)生電源中斷,，數據有丟失的危險,，而FRAM不會有此風險，因而斷電時，即使需要數據寫入操作時,，也不需要大電容,。
在本次論壇的展區(qū)現場，富士通半導體通過拍攝圖片的方式現場演示了FRAM的高速讀寫和可靠保存數據的優(yōu)勢,，并通過接通一盞LED的亮度不同體現功耗的巨大差異,。
另外，蔡振宇在演講時還特別強調,，富士通半導體的FRAM與EEPROM封裝相同,，引腳也完全兼容，功能方面也具有兼容性,，各種接口通用（I2C ,、SPI 和并口），協(xié)議兼容,，替代使用上沒有任何障礙,。
流量計中的中、外應用實例
而FRAM的應用領域廣泛,，富士通FRAM過去幾年在中國的智能卡,、電力儀表（三相表和集中器）、工業(yè)控制,、辦公設備,、汽車音響導航儀器、游戲機,、RFID,、醫(yī)療器械及醫(yī)療電子標簽等等行業(yè)率先取得了可喜的成績，得到大批量應用,。如下圖所示,，富士通半導體的FRAM進入水、氣表市場領域已近兩年,，那么進展情況如何呢,？據蔡振宇介紹，雖說整體經濟環(huán)境比較疲軟,，但并沒有阻止水表氣表的智能化進程,，對FRAM需求增長平穩(wěn)，富士通FRAM在這領域的營收增長達到了30%,。
他進一步指出：“中國的水表氣表制造商/方案商集中在江浙滬,、重慶等地，已有不少開始采用FRAM進行新產品的研發(fā),，而集中抄表模塊制造商,、開發(fā)商在華南居多,，他們對FRAM也產生了濃厚興趣，一些新項目研發(fā)已在開始采用FRAM,?！?/p>
與電力儀表一樣，富士通FRAM正在成為水表/氣表及其集抄系統(tǒng)的最佳解決方案選擇,。如下圖所示，在水表/氣表系統(tǒng),，從集中器到每家每戶的水表/氣表終端,，都能夠看到FRAM的身影。在集中器中,，FRAM用于儲存通信歷史數據,，而在氣表應用中，FRAM用于儲存煤氣流量歷史數據,，在水表應用中,，FRAM用于儲存水流量歷史數據。
蔡振宇表示：“電池壽命問題是靠一個電池供電的水表/氣表的關鍵所在,，里面的電池需要用到10-15年,。而低功耗的富士通半導體FRAM本身功耗就相對很低，加上富士通FRAM的讀寫高速性能將大大縮短微處理器演算狀態(tài),延長其待機狀態(tài),，因而能進一步延長電池壽命!”
如上圖所示,，在相同的條件下（元件容量為16Kbit，功耗包括待機電流）,，采用EEPROM 耗電量高達500mAh,，而采用FRAM的耗電量僅10mAh，后者僅為前者的1/50,！
“FRAM在性能上的優(yōu)勢是明顯的,，不過存儲產品的質量也是客戶非常看重的另外一個因素,?！辈陶裼钭詈罂偨Y道，“富士通半導體使用成熟技術生產FRAM的時間已經超過10年,。我們從1999年開始量產,，15年已經累計銷售達到25.8億片FRAM產品。高可靠性,、完備一體的供貨系統(tǒng),、宏大的經營業(yè)務遠景是我們對客戶的承諾?！?nbsp;