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根據應用具體要求在設計中使用EEPROM

上網時間: 2007年06月21日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:EEPROM  記憶體  串列EEPROM 

具備易於使用、低成本特性的串列EEPROM是發展歷史非常悠久的一種非揮發性記憶體元件。由於其可編程特性,加上能以非常低的成本取得,目前,幾乎在每一種電子產品中都可見到EEPROM的身影。

根據一項統計,全球每年的串列EEPROM產量大約有50億個單元,出貨量相當驚人,是目前業界使用最普遍的非揮發性記憶體之一。目前,串列EEPROM元件憑藉著易於使用的特性,已廣泛被各種電子產品所採用。

不過,EEPROM元件本身也具有許多區別,根據不同的容量、介面協議、電壓和溫度範圍等特性,其應用領域也各不相同。在從汽車到醫療到消費性電子產品等各種應用中,所採用的EEPROM元件也有相當程度的差異。

對大部份設計工程師而言,在設計中採用EEPROM是必要且基本的,但為了因應目前各種電子產品對性能所提出的愈來愈高的要求,相關元件在設計上也產生了一些必須注意的地方。本文主要針對串列EEPROM元件的使用提出一些設計建議,為相關設計工程師提供參考。。

建議的做法

•為應用選擇合適的介面協議。最常用的協議是I2C、SPI和Microwire,它們各自具有優缺點,應根據應用的具體要求加以選擇。

•使用高可靠性的設計技術。這包括由參考製造商所推薦,關於去耦電容大小和上拉/下拉電阻值的使用指南。不要把串列EEPROM VDD的接腳連接到微控制器上的某個輸出接腳上,這樣做的結果是不僅沒有節省太多電流,而且若在寫入週期時斷電,反而會引起不必要的麻煩。

•在設計中充分利用元件製造商可能會提供的工具。其中包括編程器,如Microchip公司的SEEVAL 32、元件的Verilog/VHDL模型,或者是微控制器的預測試程式碼。此外,仔細閱讀串列EEPROM元件製造商提供的應用說明也對設計有一定程度的幫助,因為這些說明文件可能是專門針對你所選擇的元件所撰寫的。對於明顯的問題,這些‘技巧和訣竅’以及使用指南將有助於節省整體設計時間,或是能讓你避免採用昂貴的韌體解決方案。

•充份利用微控制器上的硬體介面週邊設備,如SPI或I2C埠。因為這樣做可以簡化程式碼的開發,而且,在通常情況下,愈精密的程式碼愈能夠提升應用的執行速度,這樣做的優勢之一是能為其它的功能留下了更多餘裕,如處理器資源等,而且還能大幅地降低微控制器的成本)。

不建議的做法

•減慢寫入速度。若你的產品具有頁面寫入(page-write)功能,而你又使用了這項功能,這可能會透過下載數據頁面並初始化寫入週期(從16位元組直到256位元組)使數據頁面立即被寫滿。在此同時,頁面上的所有位元組都會同時被寫入。

•不保護串列EEPROM元件。利用硬體寫入保護接腳、寫入作業禁用命令、區塊保護和其他技術來防止意外的批次寫入。

•誤認為串列EEPROM在控制器工作時會停止工作。大多數串列EEPROM都被設計為在低於1.8V的典型低電壓下執行一個寫入作業。舉例來說,如果微控制器的電壓低於2.5V,控制器晶片的工作將會呈現不規律的狀態,可能會執行並非計劃執行的程式碼或寫入指令,而串列EEPROM元件可能把那些命令解讀為有效並執行它們,這時就可能產生數據崩潰。在系統設計階段,必須注意在上電或斷電期間,控制器晶片應該處於重置狀態,直到系統電壓穩定。

•過度使用串列EEPROM元件,致使耗損殆盡。每個串列EEPROM都有寫入週期限制,若該元件被寫入數百萬次,就有可能會提前結束其使用壽命。如果你計劃對該元件頻繁地重複寫入,就必須瞭解你所使用的元件是否具備極優良的耐久特性。採用耐久性建模工具,如Microchip的總耐久性軟體(Total Endurance software),將有助於對計劃寫入次數後可能產生的產品品質問題進行預先評估。

作者:

David Wilkie

記憶體產品部門工程經理

Microchip公司




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