作为一个计量用电量的仪器,电表的精度不但与检测芯片的精度有关,更与其存储方式有很大的关系。如果检测到的电量数据不能写入存储器,或者写入存储器过程出错,电表的精度就会大大降低。
　　以前电表数据的存储方式有两种选择：（1）用存储EEPROM数据;（2）用NVRAM存储数据。现在有了第三种选择：用铁电存储器（FRAM）存储数据。
　　以前,在设计电表电量的存储方案过程中,工程师对怎样把数据准确无误的写入存储绞尽脑汁,主要的原因是：以前的EEPROM速度慢,有10ms写的周期,擦写次数少。为了解决存储器的问题,工程师必须在控制电路增加很多电路（见图1）。
　　由于EEPROM的擦写次数为10万次,所以不能来一个脉冲就写入EEPROM,只能将脉冲暂存MCU的SRAM内,等脉冲记录到一定的值（1度电）或到了一定的时间（1小时）,再把数据写入EEPROM,正是由于电数据不能实时写入EEPROM,引起一个问题,如果停电怎么办？在停电时,MCU内存储的平均电量为0.5度,如果系统不管掉电情况,那么电表的精度很低(以10万家用户计算,每停一次电,供电局将有5万度电因存储器的原因而丢掉),这供电局当然不能接受。为了解决这个问题,在电路上必需增加掉电检测电路,在检测到掉电后,把MCU中存储的不到1度电的数据写入EEPROM。
　　由于EEPROM写入数据时,有10ms写的周期, 这也引起了一个问题,在停电后,必需有足够长的电压维持EEPROM写的时间,设计者的一般思路是利用滤波电路的大电容。由于电容内部是电解液,随着时间的推移,电容的容量将变小,因此,为了使电表能使用10年,必须把增大滤波的电容的容量和提前检测到掉电。
　　EEPROM写入数据时,数据先是写入EEPROM的缓冲区,当数据写入缓冲区后,EEPROM自动把数据写入EEPROM的具体地址,其过程需要10ns,由于EEPROM内部写入时间长,所以容易受到干扰,EEPROM一旦受到干扰,写入的数据容易出错,此时出错,MCU没有办法知道,为了解决这一问题,设计者必须把同一个数据写入三个不同的地址,然后再把数据读出来校正（图5）。
　　从上述的阐述可知,系统掉电时,要把数据写入EEPROM,此方案的筹码赌在掉电检测电路和电容上,为了解决这一问题,设计者把掉电检测提升到检测市电和用2个掉电检测电路,把电容的容量增大和用2个电容,为了减小检测电路和电容的影响,采用2个EEPROM,从而降低SRAM缓冲的量值,提高存储的精度。（方案2）

　　采用NVRAM来做数据存储（方案3）,这种方案 可以解决EEPROM的不足,但大家都知道NVRAM的价格很高。
　　用铁电存储器可以解决上面存储器所面临的问题。首先看一看铁电存储器的特点：
　　⑴非易失性（掉电后数据能保存10年,所有产品都是工业级）;
　　⑵擦写次数多（5V供电的FRAM的擦写次数100亿次,低电压的FRAM的擦写次数为1亿亿次,）;
　　⑶速度快（串口总线的FRAM的CLK的频率高达20MHz,并且没有10ms的写的等待周期,并口的访问速度70ns）;
　　⑷功耗低（静态电流小于10μA,读写电流小于150μA）;
　　⑸读写无限次（在FRAM读写次数超过100亿次（5V供电的FRAM）后,FRAM还能工作,只是数据不能保存）。
　　基于铁电存储器的特点,可以对电表的设计进行完全的改革（图4）。
　　由于FRAM的读写次数为100亿次,MCU检测到一个脉冲就可以写入FRAM内,以3200个脉冲为1度计算,FRAM能存3百万度电。对单相表和单相复汇率表以是足够用,由于电量数据是实时写入FRAM,所以不担心掉电后,数据会丢的问题,由于铁电存储器没有10ms的写周期,所以不必担心电容的容量变小后会对FRAM数据存储有影响,因为铁电存储器内没有缓冲区,数据是直接写如FRAM对应的地址中,所以写入的数据不会出错,即使出错,MCU通过协议可以知道,所以同一数据不必存储到3个不同的地址（图5）
　　铁电存储器应用在计量系统中有其他产品不可替代的优势（如电表,水表,煤气表等）,在下期将与工程师讨论铁电存储器在税控机的应用。