Почему последовательный EEPROM предпочтительнее параллельного EEPROM?

На странице Википедии для EEPROM: http://en.wikipedia.org/wiki/EEPROM указано, что «Параллельные устройства EEPROM обычно имеют 8-битную шину данных и шину адреса, достаточно широкую, чтобы охватить всю память», а также «Работа параллельной EEPROM проста и быстра по сравнению с последовательной EEPROM». В таком случае, почему последовательные EEPROM становятся более популярными, чем параллельные EEPROM?

Это очень просто. Количество пинов и стоимость упаковки.

Устройства EEPROM в основном используются для хранения параметрических данных или постоянных характеристик устройства. Типичный сценарий - писать очень редко и читать, как правило, один раз при каждой загрузке хост-устройства. Для этого типа приложений относительно медленное время записи EEPROM не представляет большой проблемы. И время чтения для загрузки не более нескольких килобайт данных с последовательного устройства (SPI или I2C) обычно не является чрезмерным влиянием времени.

Есть еще один фактор, который сыграл в популярности последовательных устройств над параллельными устройствами. Это была миграция устройств MCU из более старых микропроцессорных устройств с параллельными шинами в гораздо более распространенные современные типы, в которых вся память для хранения программ и память для данных построены прямо на чипе. Часто больше нет параллельной шины, доступной напрямую. И в большинстве приложений очень мало интереса к использованию большого количества выводов для передачи битов на параллельную периферию.

В первые дни провода были дешевыми, а транзисторы - дорогими. В эти дни все наоборот. Отсюда почему почти все делается поочередно.

В первые дни чипы были не очень сложными, и процессор включался и считывал первое, что обнаружил на своей шине памяти по начальному адресу, поэтому параллельные EEPROM эффективно имитировали DRAM, который висел на шине.

В наши дни оперативная память DDR кричит на гигагерц на огромных широких шинах, поэтому флеш-чип, который может зависать на той же шине, будет чрезмерно дорогим и довольно бессмысленным, если современные процессоры имеют достаточно встроенного интеллекта (благодаря дешевым маленьким транзисторам), чтобы загрузиться с I²C / SPI flash.

В наши дни микросхемы флэш-памяти и оперативной памяти обычно встроены в устройство. Внешнее хранилище, такое как EEPROM, может висеть на шине I²C, сохраняя выводы 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 отслеживать 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 есть «дом на полпути» под названием SQI. Это последовательный интерфейс с несколькими параллельными битами (он обозначает Serial Quad Interface ).

С точки зрения протокола это то же самое, что и работа с обычным последовательным интерфейсом, но вместо того, чтобы передавать только один бит за такт, можно передавать 4 бита за раз. Вместо одного устройства данных / часов или схемы din / dout / clock у него есть 4 вывода данных и один такт. Это дает 4-кратную пропускную способность обычного последовательного интерфейса и не требует много дополнительных выводов. 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 какого-либо увеличения недвижимости.

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

Низкое количество выводов на самом устройстве, вероятно, менее важно, чем экономия на MCU или FPGA, к которой вы его подключаете.

Поиск 8 выводов данных, а также множество других адресов, выбор и включение выводов означают гораздо больший пакет и, вероятно, также большие затраты для MCU.

В то время как параллельные чипы EEPROM быстрее и менее сложны для связи, последовательные чипы дешевле в аппаратном плане, так как они требуют меньше контактов, энергии и проводов / цепей.

Просто ради ухмылки, скажем, у меня в самолете есть старомодная двухсторонняя радиостанция с 16 доступными частотами, которые можно выбирать из кабины, где находится блок управления.

На корме где-то находится передатчик-приемник с кабелем, идущим к блоку управления, который содержит, помимо прочего, 16 проводов, идущих к селекторному переключателю кабины, требуемому для выбора частоты.

Однажды, когда я разговариваю с другом, я поднимаю тему радио и спрашиваю его, нельзя ли закодировать настройки частоты кабины в четырехбитное двоичное число и отправить это число по четырем проводам (экономя 12 проводов). ) к блоку 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 [четырехбитный] номер сразу, почему бы не посылать его по одному разу по одному проводу и иметь декодер на рисунке блока T / R» выбрать частоту, сохраняя 15 проводов в кабеле и 15 контактов в разъемах, соединяющих устройства? "

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

1. Более низкое потребление тока . Например, рабочие токи для серий 16K составляют около 3 мА; то же самое для 16K параллельных устройств составляет примерно 30 мА и выше. Таким образом, чем ниже ток, тем ниже энергопотребление.

2. Пониженное напряжение - серийные EEPROM доступны на рынках, работающих на 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. Серийные EEPROM доступны в меньшем размере

5. Нижнее число выводов

6. Доступен по более низкой цене по сравнению с параллельными

7. Низкие издержки и поддержка микроконтроллера

Никто, кажется, не упомянул другую причину для сериала.

Это быстрее. ДА, быстрее. Потому что пытаться синхронизировать все эти параллельные сигналы на высокой скорости сложно. С сериалом намного проще идти быстро. И если это недостаточно быстро, добавьте еще один канал (параллельный последовательный).