SPI方式FRAM FM25040Bの紹介

１.はじめに
　FRAMとはRAMTRON（現在はサイプレス）社の商標で、一般にはFeRAMと呼ばれている。
　書換回数が10¹⁴回と、一般のEEPROM（10⁶回）に比べるとけた違いで、
　かつ、書き込み時間も早い（待ち時間が無い）ことが特長である。

　これまで当社では、ｲﾝﾀﾌｪｰｽ方式がI²C方式のFRAM（FM24C04B など)を使用してきたが、
　I²C方式のｸﾛｯｸﾘｶﾊﾞｰ処理がただしく動作しないことがあったことから、
　今回、別のｲﾝﾀﾌｪｰｽ方式であるSPI方式のFRAMを採用した。その結果を紹介する。

２．ｲﾝﾀﾌｪｰｽ
（１）ハード
　ﾏｲｸﾛﾜｲﾔｰと同じく４線式であるが、最大CLKが20MHzと早いので、IO制御とした場合でもwait無しで
　動かすことができる。

		信号名	機能
		/CS	チップセレクト
		SCK	クロック入力
		SI	データ入力
		SO	データ出力
		/WP	書き込み保護（通常未使用）
		/HOL	一時停止（通常未使用）

（２）ソフト
　mode0とmode3があるが、この違いは、/CS立下り時のSCK論理がHかLかだけである。
　どちらを選択するかはユーザに委ねられるので、今回はmode0を採用した。
　ｺﾏﾝﾄﾞは6種あるが、実際に使用するのは３つだけである。（下記①～③）
　FRAMは、書き込みbusyという状態が存在しない為、busy確認の為のRDSRｺﾏﾝﾄﾞは使用していない。
　WRENｺﾏﾝﾄﾞはWRITE毎に必要で、これが無いと書込みが出来ない。（ここが重要だった。）

ｺﾏﾝﾄﾞ一覧
ｺﾏﾝﾄﾞ名	機能	①　WRENｺﾏﾝﾄﾞ
①WREN	書き込みｲﾈｰﾌﾞﾙﾗｯﾁ
WRDI	書き込みﾃﾞｨｾﾞｰﾌﾞﾙ
RDSR	ｽﾃｰﾀｽﾚｼﾞｽﾀ・ﾘｰﾄﾞ
WRSR	ｽﾃｰﾀｽﾚｼﾞｽﾀ・ﾗｲﾄ
②READ	ﾒﾓﾘｰﾃﾞｰﾀ・ﾘｰﾄﾞ
③WRITE	ﾒﾓﾘｰﾃﾞｰﾀ・ﾗｲﾄ
②　READｺﾏﾝﾄﾞ
③　WRITEｺﾏﾝﾄﾞ

３．動作確認結果
　READ／WRITEの実際のタイミングを、４項（１）,（２）に示す。
　今回は汎用IOを使用してハンドシェークを行っている。
　このことから、アクセス中に割込みが入りハンドシェークが中断しても問題が無いかを確認した。（４項の（３））
　結果、正常に読み書きできることが確認できた。
　SPI方式は、同じパッケージのpinアサインで、大容量フラッシュメモリー（16Mbit等）にも採用されており、
　大容量化にも容易に対応できることから、今後も採用していく方針である。
　（ただし、ｺﾏﾝﾄﾞのﾃﾞｰﾀbit数はメモリー容量により異なるため、ソフトの修正は必要。）

４．動作タイミング波形
（１）READ動作確認　　ﾜｰﾄﾞｱﾄﾞﾚｽ0x55番地から、0x55aaを読みだしたとき
　実際にはﾊﾞｲﾄｱﾄﾞﾚｽの0xaa番地から0x55、0xab番地から0xaaを読んでいる。
　FM25040Bはﾊﾞｲﾄｱｸｾｽしかできないため、ﾜｰﾄﾞｱｸｾｽはread動作を2回行っている。
　