Почему последовательная EEPROM предпочтительнее параллельной EEPROM?

Это очень просто. Количество булавок и стоимость упаковки.

Устройства EEPROM в основном используются для хранения параметрических данных или констант характеристик устройства. Типичным сценарием является запись очень редко и чтение, как правило, один раз при каждой загрузке хост-устройства. Для этого типа приложений относительно медленное время записи EEPROM не имеет большого значения. И время чтения для загрузки не более нескольких килобайт данных с последовательного устройства (SPI или I2C) обычно не является чрезмерным.

Есть еще один фактор, который повлиял на популярность последовательных устройств по сравнению с параллельными. Это была миграция устройств MCU со старых микропроцессорных блоков с параллельными шинами на гораздо более распространенные современные типы, в которых вся память для хранения программ и память для данных встроены прямо в микросхему. Часто больше нет возможности использовать параллельную шину напрямую. И в большинстве приложений очень мало интереса к использованию множества контактов для передачи битов на параллельное периферийное устройство.

Раньше провода были дешевыми, а транзисторы — дорогими. В наши дни все наоборот. Поэтому почти все делается серийно.

В первые дни чипы не были очень сложными, и ЦП включался и считывал первое, что он находил на своей шине памяти по начальному адресу, поэтому параллельные EEPROM эффективно имитировали DRAM, которая висела на шине.

В наши дни оперативная память DDR кричит на гигагерцах на огромных широких шинах, поэтому создание флеш-чипа, который мог бы висеть на той же шине, было бы непомерно дорогим и довольно бессмысленным, когда современные процессоры имеют достаточно встроенного интеллекта (благодаря дешевым маленьким транзисторам), чтобы загрузка с I²C / SPI flash.

В настоящее время с микропроцессорами программная флэш-память и оперативная память обычно находятся внутри устройства. Внешнее запоминающее устройство, такое как EEPROM, может висеть на шине I²C, экономя контакты ввода-вывода для других функций, сохраняя при этом приемлемую пропускную способность. Чем меньше контактов ввода-вывода вы используете, тем меньше, дешевле и энергоэффективнее вы получаете. Кроме того, гораздо проще отследить два провода вокруг платы, чем две шины шириной 8/16/32 бита, с соответствующими проблемами ЭМС и т. д. и т. д.

Не забывайте, что существует «дом на полпути» под названием SQI. Это многопараллельный последовательный интерфейс (расшифровывается как Serial Quad Interface ).

С точки зрения протокола это точно так же, как и при работе с обычным последовательным интерфейсом, но вместо того, чтобы каждый такт передавать только один бит, можно передавать 4 бита одновременно. Вместо одной схемы данных/тактов или din/dout/тактов он имеет 4 вывода данных и один тактовый сигнал. Это дает в 4 раза большую пропускную способность по сравнению с обычным последовательным интерфейсом и не требует большего количества контактов. На самом деле многие флэш-чипы SPI также могут работать в режиме SQI, не требуя больше, чем существующие 8 контактов, которые у них уже есть. Значительное увеличение скорости без увеличения недвижимости.

SQI становится популярным интерфейсом для более быстрой загрузки программ с внешних флэш-чипов — используется не только для простых микроконтроллеров, но и теперь часто используется для загрузки BIOS ПК, особенно ноутбуков, где пространство является реальной проблемой.

Малое количество выводов на самом устройстве, вероятно, менее важно, чем экономия на микроконтроллере или FPGA, к которым вы его подключаете.

Нахождение 8 контактов данных, а также многих других адресов, контактов выбора и включения означает гораздо больший пакет и, вероятно, дополнительные расходы на MCU.

В то время как параллельные чипы EEPROM быстрее и проще в общении, последовательные чипы менее дороги с точки зрения аппаратного обеспечения, поскольку они требуют меньше контактов, энергии и проводов/цепей.

Просто для улыбки, скажем, у меня в самолете есть старомодное двустороннее радио с 16 доступными частотами, которые можно выбрать из кабины, где находится блок управления.

Где-то в корме находится приемно-передающий блок с кабелем, идущим к блоку управления, содержащему, среди прочего, 16 проводов, идущих к селекторному переключателю в кабине, необходимому для выбора частоты.

Однажды, разговаривая с другом, я затронул тему радио и спросил его, нельзя ли закодировать настройки частоты кабины в четырехбитное двоичное число и отправить это число по четырем проводам (сэкономив 12 проводов). ) в блок T / R, где он будет декодирован в шестнадцать сигналов, необходимых для выбора частоты.

«Конечно, — говорит он, — но зачем останавливаться на достигнутом? Вместо того, чтобы посылать [четырехбитное] число сразу, почему бы не посылать его по одному проводу по частям, а декодер использовать в блоке приема/ передачи? выбрать частоту, сэкономив 15 проводов в кабеле и по 15 контактов в разъемах, соединяющих блоки?"

Ниже приведены некоторые причины, по которым последовательная EEPROM предпочтительнее параллельной EEPROM.

1. Меньшее потребление тока . Например, рабочие токи для серийных номеров 16K составляют около 3 мА; то же самое для 16K параллельных устройств составляет примерно 30 мА и выше. Таким образом, чем меньше ток, тем меньше потребляемая мощность.

2. Более низкое напряжение - на рынках доступны серийные EEPROM, которые работают при низком напряжении (1,8–2,5 В). Работа при низком напряжении также положительно влияет на энергопотребление.

3. Программируемость - последовательные EEPROM легче программировать по сравнению с параллельными. Последовательные EEPROM имеют возможность и простоту программирования по одному байту за раз;

4. Последовательные EEPROM доступны в меньшем размере

5. Меньшее количество выводов

6. Доступен по более низкой цене по сравнению с параллельными

7. Низкие накладные расходы микроконтроллера и поддержка

Кажется, никто не упомянул другую причину серийного номера.

Это быстрее. ДА, быстрее. Потому что сложно синхронизировать все эти параллельные сигналы на высокой скорости. Гораздо проще идти быстро с серийным номером. А если и этого недостаточно, то добавить еще один канал (параллельный последовательный).