Warum wird ein serielles EEPROM gegenüber einem parallelen EEPROM bevorzugt?

Es ist sehr einfach. Anzahl der Pins und Verpackungskosten.

EEPROM-Geräte werden hauptsächlich verwendet, um parametrische Daten oder Charakterisierungskonstanten für ein Gerät zu speichern. Das typische Szenario besteht darin, sehr selten zu schreiben und normalerweise einmal zu lesen, wenn das Hostgerät hochfährt. Für diese Art von Anwendung sind die relativ langsamen Schreibzeiten von EEPROM von geringer Bedeutung. Und die Lesezeit zum Laden von höchstens ein paar K-Bytes Daten von einem seriellen Gerät (SPI oder I2C) ist normalerweise kein übermäßiger Zeiteinfluss.

Es gibt noch einen weiteren Faktor, der zur Popularität serieller Geräte gegenüber parallelen Geräten beigetragen hat. Das war die Migration von MCU-Geräten von älteren Mikroprozessoreinheiten mit parallelen Bussen zu den weit verbreiteteren modernen Typen, die ihren gesamten Programmspeicher und Datenspeicher direkt auf dem Chip eingebaut haben. Oft ist eine parallele Busoption nicht mehr direkt verfügbar. Und in den meisten Anwendungen besteht nur sehr geringes Interesse daran, Unmengen von Pins zu verbrauchen, um sie an ein paralleles Peripheriegerät zu bitbangen.

In der Anfangszeit waren Drähte billig und Transistoren teuer. Heutzutage ist es umgekehrt. Deshalb wird fast alles seriell gemacht.

In den frühen Tagen waren Chips nicht sehr ausgeklügelt, und eine CPU schaltete sich ein und las das Erste, was sie auf ihrem Speicherbus an der Startadresse fand, sodass parallele EEPROMs effektiv den DRAM nachahmten, der am Bus hing.

Heutzutage schreit DDR-RAM auf riesigen, breiten Bussen nach Gigahertz, und die Herstellung eines Flash-Chips, der am selben Bus hängen könnte, wäre unerschwinglich teuer und ziemlich sinnlos, wenn moderne CPUs (dank billiger kleiner Transistoren) über genügend eingebaute Intelligenz verfügen Booten Sie von I²C / SPI - Flash.

Bei Micros ist heutzutage das Programm Flash und RAM meist geräteintern. Externer Speicher wie EEPROM kann an einem I²C-Bus hängen, wodurch E/A-Pins für andere Funktionen eingespart werden, während ein akzeptabler Durchsatz aufrechterhalten wird. Je weniger I/O-Pins Sie verwenden, desto kleiner, billiger und energieeffizienter werden Sie. Außerdem ist es viel einfacher, zwei Drähte um eine Platine herum zu verfolgen als zwei 8/16/32-Bit breite Busse, mit den damit verbundenen EMV-Problemen usw. usw.

Vergessen Sie nicht, dass es ein „Häuschen auf halbem Weg“ namens SQI gibt. Das ist eine serielle Schnittstelle mit mehreren parallelen Bits (es steht für Serial Quad Interface ).

Aus Protokollsicht ist es genauso wie mit einer normalen seriellen Schnittstelle zu arbeiten, aber anstatt nur ein Bit pro Takt zu übertragen, können 4 Bit auf einmal übertragen werden. Anstelle einer einzelnen Daten/Uhr- oder Din/Dout/Uhr-Anordnung hat sie 4 Datenpins und eine Uhr. Dies ergibt den 4-fachen Durchsatz einer normalen seriellen Schnittstelle und benötigt nicht viel mehr Pins. Tatsächlich können viele SPI-Flash-Chips auch im SQI-Modus laufen, ohne mehr als die vorhandenen 8 Pins zu benötigen, die sie bereits haben. Eine deutliche Geschwindigkeitssteigerung ohne Immobilienzuwachs.

SQI entwickelt sich zu einer beliebten Schnittstelle zum schnelleren Laden von Programmen von externen Flash-Chips – nicht nur für einfache Mikrocontroller, sondern jetzt auch oft zum Booten des BIOS von PCs, insbesondere Laptops, wo Platz ein echtes Problem ist.

Die geringe Anzahl an Pins auf dem Gerät selbst ist wahrscheinlich weniger wichtig als die Einsparungen bei der MCU oder dem FPGA, mit dem Sie es verbinden.

Das Auffinden von 8 Datenpins plus viel mehr Adress-, Auswahl- und Aktivierungspins bedeutet ein viel größeres Paket und wahrscheinlich auch mehr Kosten für die MCU.

Während die Kommunikation mit parallelen EEPROM-Chips schneller und unkomplizierter ist, sind serielle Chips hardwaremäßig kostengünstiger, da sie weniger Pins, Energie und Drähte/Schaltungen benötigen.

Nur so zum Schmunzeln, sagen wir, ich habe ein altmodisches 2-Wege-Funkgerät in meinem Flugzeug, mit 16 verfügbaren Frequenzen, die vom Cockpit aus ausgewählt werden können, wo sich die Steuereinheit befindet.

Irgendwo hinten ist die Sender-Empfänger-Einheit mit einem Kabel, das zur Steuereinheit führt, die unter anderem die 16 Drähte enthält, die zum Cockpit-Wahlschalter führen, der für die Frequenzauswahl erforderlich ist.

Als ich eines Tages mit einem Freund spreche, spreche ich das Thema Radio an und frage ihn, ob es nicht möglich wäre, die Cockpit-Frequenzeinstellungen in eine 4-Bit-Binärzahl zu codieren und diese Zahl über vier Drähte zu senden (wodurch 12 Drähte eingespart werden ) an die Sende-/Empfangseinheit, wo es in die sechzehn Signale dekodiert würde, die für die Frequenzauswahl benötigt werden.

"Sicher", sagt er, "aber warum hier aufhören? Anstatt die [Vier-Bit-] Zahl auf einmal zu senden, warum nicht Stück für Stück über eine einzelne Leitung senden und den Decoder in der S/R-Einheitsfigur haben die zu wählende Frequenz herauszufiltern, wodurch 15 Drähte im Kabel und jeweils 15 Stifte in den Anschlüssen eingespart werden, die die Einheiten verbinden?"

Nachfolgend sind einige Gründe aufgeführt, warum ein serielles EEPROM gegenüber einem parallelen EEPROM bevorzugt wird.

1. Niedrigerer Stromverbrauch . Beispielsweise liegen die Betriebsströme für 16K-Serien bei etwa 3 mA; das gleiche für 16K-Parallelgeräte sind ungefähr 30 mA und mehr. Je niedriger also der Strom, desto geringer der Stromverbrauch.

2. Niedrigere Spannung – serielle EEPROMs sind auf dem Markt erhältlich, die mit niedrigen Spannungen (1,8–2,5 V) betrieben werden. Auch der Niederspannungsbetrieb wirkt sich positiv auf den Stromverbrauch aus.

3. Programmierbarkeit – serielle EEPROMs sind im Vergleich zu parallelen einfacher zu programmieren. Serielle EEPROMs haben die Fähigkeit und Leichtigkeit, Byte für Byte zu programmieren;

4. Serielle EEPROMs sind mit kleinerem Footprint erhältlich

5. Niedrigere Pinzahl

6. Im Vergleich zu parallelen zu einem niedrigeren Preis erhältlich

7. Geringer Mikrocontroller-Overhead und -Support

Niemand scheint einen anderen Grund für die Serie erwähnt zu haben.

Es ist schneller. JA, schneller. Weil der Versuch, all diese parallelen Signale bei hoher Geschwindigkeit synchron zu halten, schwierig ist. Es ist viel einfacher, schnell mit Serien zu arbeiten. Und wenn das nicht schnell genug ist, dann füge einen weiteren Kanal hinzu (parallel seriell).