EEPROM на миллион
Компания ON Semiconductor прежде всего известна своими компонентами для управления питанием, дискретными полупроводниками и стандартной логикой. После приобретения в 2009 году компании Catalyst Semiconductor, ON Semi пополнила свое портфолио цифровыми потенциометрами (DPP), LED-драйверами, DC/DC-преобразователями, EEPROM, Flash и SRAM. Самым значимым приобретением стала линейка микросхем EEPROM с последовательными интерфейсами.
Традиционно микросхемы последовательного EEPROM применяются в цифровых системах для хранения идентификационных и калибровочных данных, данных конфигурации устройств и т.д. Как правило, такие наборы данных не требуют больших объемов запоминающих устройств и записываются ограниченное число раз при изготовлении или настройке/калибровке устройств.
С развитием технологии появились микросхемы большей емкости - 128/256/512/1024 кбит. Сферой их применения стало накопление результатов последовательных измерений, хранение архивов событий. Рассмотрим новинки от ON Semi: CAT24M01 - интерфейс I2C, объем 1 Mбит и CAT25512 - интерфейс SPI, объем 512 кбит, встроенный блок коррекции ошибок (ECC - Error Correction Code) для повышенной надежности хранения данных.
ON Semi выпускает микросхемы последовательной EEPROM для работы в индустриальном и расширенном температурных диапазонах (префикс CAT), а также для автомобильных применений (префикс CAV). Микросхемы выпускаются в корпусах MSOP-8, PDIP-8, SOIC-8, TSSOP-8, UDFN-8, TDFN-8.
CAT24Cxx, CAT24M01 - стандартная серия с интерфейсом I2C
Линейка стандартных EEPROM CAT24C01/02/04/08/16 имеет набор емкостей от 1 до 16 кбит и интерфейс I2C. Внутренняя организация 8/16/32/64 и 128 страниц по 16 байт в каждой. Все микросхемы линейки поддерживают как стандартную частоту тактирования шины I2C 100 кГц, так и режим Fast - 400 кГц.
Для автомобильного применения выпускается аналогичная линейка с префиксом CAV24Cxx и набором объемов от 2 до 64 кбит.
Микросхемы имеют дополнительную внешнюю шину адресации (три адресных линии), которая позволяет микросхемам памяти количеством до восьми работать на одной шине I2C. Также имеется вход аппаратной защиты от записи WP (рисунок 1).
Рис. 1. Функциональная схема EEPROM с I2C и дополнительными адресными линями
Возможна запись как одиночного байта, так и в страничном режиме с буфером 16 байт.
В линейку также входят две микросхемы CAT24C03/05 объемом 256x8/512x8 бит - в них аппаратная защита от записи реализована для верхней половины памяти.
CAT24C32/64/128/256/512/M01 - линейка микросхем с набором емкостей от 32 до 1000 кбит. Старшие микросхемы в линейке могут работать на частоте тактирования I2C, равной 1 МГц.
CAT24AA01/02/04/08/16 не имеют внешних адресных линий. Выпускаются в корпусах SOIC-8 и TSOP-23-5.
Последовательная EEPROM с интерфейсом I2C - продукция стандартная и выпускается многими производителями. Микросхемы ON Semi отличает низкое энергопотребление (таблица 1).
Таблица 1. Максимальный потребляемый ток*| Параметры | CAT24AAxx (ONS) | AT24Cxx (Atmel) | 24LCxx (Microchip) |
|---|---|---|---|
| ICCR (режим чтения), мА | 0,5 | 2 | 1 |
| ICCW (режим записи), мА | 1 | 3 | 1 |
| ISB (режим STANDBY), мкА | 1 | 6 | 1 |
| * – FSCL= 400 кГц, Vcc = 1,7...5,5 В, -40...85°C | |||
CAT25xxx - серия EEPROM с SPI-интерфейсом
Интерфейс SPI также является одним из стандартных в микроконтроллерных системах.
На данный момент ON Semi выпускает микросхемы с интерфейсом SPI с емкостями от 2 до 512 кбит и внутренней организаций 8 бит. У этих микросхем имеется вход аппаратной защиты от записи WP и вход приостановки передачи между МК и CAT25xxx HOLD (рис. 2).
Рис. 2. Функциональная схема EEPROM с SPI
Интерфейс работает в режимах SPI 0 и 3. Все микросхемы работают с частотой синхронизации 5, 10 и 20 МГц (при напряжении питания 5 В).
В микросхемах CAT25128/256/512 добавлена дополнительная страница. Размер страницы CAT25128/256 - 64 байта, CAT25512 - 128 байт. Она может использоваться для записи идентификационной информации, серийного номера изделия, калибровочных данных и т.д. Для работы с этой страницей в регистр статуса добавлены два бита IPL (Identification Page Latch) и LIP (Lock Identification Page). Бит IPL определяет основная память (IPL=0), или дополнительная идентификационная страница (IPL=1) будет использоваться в операции чтения/записи. Бит IPL выставляется командой WRSR и сбрасывается автоматически после операции чтения или записи данных.
Бит LIP также устанавливается командой WRSR. После установки этого бита в «1» командой WRSR, Identification Page навсегда блокируется от записи. Команды управления микросхемой EEPROM приведены в таблице 2. Все прочие комбинации кроме перечисленных кодов игнорируются.
Таблица 2. Набор инструкций CAT25xxx| Инструкция | Код | Операция |
|---|---|---|
| WREN | 0000 0110 | Разрешения операций записи |
| WRDI | 0000 0100 | Запрещение операций записи |
| RDSR | 0000 0101 | Чтение регистра статуса |
| WRSR | 0000 0001 | Запись в регистр статуса |
| READ | 0000 0011 | Чтение данных из памяти |
| WRITE | 0000 0010 | Запись данных в память |
В микросхемах реализована как аппаратная защита от записи памяти и регистра статуса (сигнал WP), так и программная защита 1/4, 1/2 или всего массива памяти.
CAT64LC40 - микросхема емкостью 4 кбит с организаций 256x16 и интерфейсом SPI.
CAT93Cxx - набор микросхем с интерфейсом Microwire и емкостью от 1 до 16К.
EEPROM со встроенным супервизором питания
ON Semi предлагает серию EEPROM с интерфейсом I2C и встроенным супервизором питания для формирования сигналов сброса микроконтроллера в период установки и защиты от провалов напряжения питания. В серии CAT10xx имеется прецизионный встроенный датчик напряжения. Есть микросхемы с двумя выходами RESET с активными уровнями HIGH и LOW. Также имеется встроенный сторожевой таймер с задержкой срабатывания 1,6 с. Для сброса сторожевого таймера используются либо отдельный вход WDI, либо отслеживается активность линии SDA интерфейса I2C. Для формирования принудительного сигнала сброса можно использовать дополнительный вход MR или вывод RESET. Перечень функционала серии CAT10xx приведен в таблице 3.
Таблица 3. Серия EEPROM CAT10xx со встроенным супервизором и watchdog-таймером| Наименование | Вход для формирования RESET | Watchdog | Watchdog-мониторинг | Аппаратная защита от записи | Внешний датчик напряжения | Два выхода RESET (HIGH/LOW) | Емкость EEPROM |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| CAT1021 | + | + | SDA | + | – | + | 2K |
| CAT1022 | + | + | SDA | – | – | – | 2K |
| CAT1023 | + | + | WDI | – | – | + | 2K |
| CAT1024 | + | – | – | – | – | – | 2K |
| CAT1025 | + | – | – | + | – | + | 2K |
| CAT1026 | – | – | – | – | + | + | 2K |
| CAT1027 | – | + | WDI | – | + | – | 2K |
При превышении напряжением питания уровня VRVALID = 1 В формируются активные уровни сигнала на выходах сброса. При превышении уровня срабатывания супервизора (VTH) сигналы сброса удерживаются в активном состоянии еще около 200 мс. При провале напряжения ниже уровня срабатывания супервизора формируются активные уровни сигнала сброса. Порог срабатывания супервизора определяется суффиксом в партнамбере (таблица 4).
Таблица 4. Расшифровка суффиксов серии CAT10xx| Суффикс | VTH, В |
|---|---|
| -45 | 4,50...4,75 |
| -42 | 4,25...4,50 |
| -30 | 3,00...3,15 |
| -28 | 2,85...3,00 |
| -25 | 2,55...2,70 |
Микросхемы CAT1026 и CAT1027 имеют дополнительный высокоимпедансный компаратор, который сравнивает напряжение на входе VSENSE с внутренним опорным напряжением VREF = 1,25 В и формирует сигнал на выходе VLOW. При использовании делителя на входе (рис. 3) можно реализовать отслеживание провалов дополнительного напряжения питания в схеме с заданным порогом срабатывания.
Рис. 3. Схема включения дополнительного датчика напряжения
CAT11xx, CAT13xx, CAT16xx
В таблице 5 приведены функциональные характеристики серий EEPROM с интерфейсом I2C, увеличенным объемом памяти и встроенным супервизором питания. CAT13xx/CAT16xx имеют дополнительную шину адресации для объединения нескольких микросхем памяти на одной шине I2C.
Таблица 5. Серия EEPROM емкостью 16...64 кбит, интерфейс I2C| Наименование | Watchdog | Watchdog-мониторинг | Аппаратная защита от записи | Входы адресации | Активный уровень RESET | Емкость EEPROM |
|---|---|---|---|---|---|---|
| CAT1161 | + | SDA | + | – | HIGH + LOW | 16K |
| CAT1162 | – | – | + | – | HIGH + LOW | 16K |
| CAT1163 | + | WDI | + | – | HIGH + LOW | 16K |
| CAT1320 | – | – | – | + | LOW | 32K |
| CAT1321 | – | – | – | + | HIGH | 32K |
| CAT1640 | – | – | – | + | LOW | 64K |
| CAT1641 | – | – | – | + | HIGH | 64K |
CAT130xx, CAT140xx, CAT15xxx
Для данных серий (таблица 6) характерна энергонезависимая память емкостью 2...16 кбит со встроенным супервизором с семью порогами срабатывания и различными последовательными интерфейсами.
Таблица 6. Состав серий CAT130xx, CAT140xx, CAT15xxx| Наименование | Емкость EEPROM | Интерфейс |
|---|---|---|
| CAT13001 | 1K | Microwire |
| CAT14002 | 2K | I2C |
| CAT14004 | 4K | I2C |
| CAT14008 | 8K | I2C |
| CAT14016 | 16K | I2C |
| CAT1502 | 2K | SPI |
| CAT1504 | 4K | SPI |
| CAT1508 | 8K | SPI |
| CAT1516 | 16K | SPI |
Пороги срабатывания супервизора определяются суффиксом в названии (таблица 7).
Таблица 7. Соответствие суффиксов в названии напряжению срабатывания супервизора| Суффикс | VTH, В |
|---|---|
| L | 4,63 |
| M | 4,38 |
| J | 4,00 |
| T | 3,08 |
| S | 2,93 |
| R | 2,63 |
| Z | 2,32 |
Заключение
Компания ON Semiconductor предлагает широкий перечень микросхем памяти для самых различных применений. В таблице 8 систематизированы основные серии выпускаемых микросхем по интерфейсам, частотам тактирования интерфейсов и функционалу.
Таблица 8. Путеводитель по микросхемам памяти ON Semiconductor| Серия | Интерфейс | Частота тактирования интерфейса, МГц | Примечание |
|---|---|---|---|
| CAT24xxx CAV24xxx | I2C | Standard (0,1) Fast (0,4) Fast+ (1) | |
| CAT10xx CAT11xx CAT13xx CAT14xxx CAT16xx | I2C | Fast (0,4) | Супервизор питания (5; 3,3; 3; 2,5 В); Watchdog-таймер |
| CAT24AAxx | I2C | Standard (0,1) Fast (0,4) Fast+ (1) | Напряжение питания 1,7...5,5 В; Ток в режиме standby – 1 мкА; Ток в режиме чтения – 0,5 мА; Корпуса SOIC-8, TSOT-23 |
| CAT25xxx CAV25xxx | SPI | 10 20 | On-Chip ECC (Error Correction Code) |
| CAT24C208 | I2C x 2 | 0,4 | Два независимых порта I2C |
| CAT24C21 | I2C | 0,4 | Поддержка стандарта VESA DDC |
| CAT150xx | SPI | 10 | Супервизор питания (5; 3,3; 3; 2,5 В) |
| CAT34C02 | I2C | 0,4 | Поддержка RSWP (Reversible Software Write Protection) |
| CAT64LC40 | SPI | 1 | Организация 256x16 bit |
| CAT93Cxx | MicroWire | 2 | Организация x16, x8 bit |
| CAT13001 | MicroWire | 2 | Супервизор питания (5; 3,3; 3; 2,5 В) |
| CAT28C65B | Parallel | Время чтения 90 нс Время записи 5 мс Совместима с КМОП и ТТЛ | |
| N25S818HA N64S830HA | SPI | 16 | Последовательная SRAM |
Получение технической информации, заказ образцов, поставка - e-mail: [email protected]
