Dlaczego szeregowy EEPROM jest lepszy od równoległego EEPROM?

Na stronie wikipedii dla EEPROM: http://en.wikipedia.org/wiki/EEPROM podano, że „Równoległe urządzenia EEPROM mają zwykle 8-bitową magistralę danych i magistralę adresową wystarczająco szeroką, aby pokryć całą pamięć”, a także „Działanie równoległej pamięci EEPROM jest proste i szybkie w porównaniu do szeregowej pamięci EEPROM”. W takim przypadku, dlaczego szeregowe EEPROM stają się bardziej popularne niż równoległa EEPROM?

To bardzo proste. Liczba pinów i koszt opakowania.

Urządzenia EEPROM są przede wszystkim używane do przechowywania danych parametrycznych lub stałych charakteryzujących urządzenie. Typowym scenariuszem jest pisanie bardzo rzadko i czytanie zwykle raz przy każdym uruchomieniu urządzenia hosta. W przypadku tego typu aplikacji stosunkowo długi czas zapisu EEPROM nie ma większego znaczenia. A czas odczytu, aby załadować maksymalnie kilka K-bajtów danych z urządzenia szeregowego (SPI lub I2C), zwykle nie ma nadmiernego wpływu na czas.

Jest jeszcze jeden czynnik, który wpłynął na popularność urządzeń szeregowych nad urządzeniami równoległymi. Taka była migracja urządzeń MCU ze starszych jednostek mikroprocesorowych z równoległymi magistralami do znacznie bardziej rozpowszechnionych współczesnych typów, w których cała pamięć programów i pamięć danych są wbudowane bezpośrednio w układ. Często nie ma już bezpośrednio dostępnej opcji magistrali równoległej. A w większości aplikacji bardzo mało jest zainteresowania stosowaniem zestawów pinów do bit huku do równoległego urządzenia peryferyjnego.

Na początku przewody były tanie, a tranzystory drogie. Obecnie jest odwrotnie. Dlatego prawie wszystko odbywa się szeregowo.

Na początku układy nie były bardzo wyrafinowane, a procesor włączał się i czytał pierwszą rzecz, którą znalazł na szynie pamięci pod adresem początkowym, więc równoległe pamięci EEPROM skutecznie naśladowały pamięć DRAM zawieszoną na szynie.

W dzisiejszych czasach pamięć RAM DDR krzyczy gigantami na ogromnych szerokich magistralach, dzięki czemu układ flash, który mógłby zawiesić się na tej samej magistrali, byłby zbyt drogi i dość bezcelowy, gdy współczesne procesory mają wystarczającą wbudowaną inteligencję (dzięki tanim małym tranzystorom), aby rozruch z pamięci flash I²C / SPI .

W przypadku mikroprocesorów program flash i pamięć RAM są zwykle wbudowane w urządzenie. Zewnętrzna pamięć masowa, taka jak EEPROM, może zawiesić się na szynie I²C, oszczędzając styki we / wy dla innych funkcji przy zachowaniu akceptowalnej przepustowości. Im mniej pinów I / O używasz, tym mniejszy, tańszy i bardziej energooszczędny. Ponadto znacznie łatwiej jest wyśledzić dwa przewody wokół płytki niż dwie szyny o szerokości 8/16/32-bit, z powiązanymi problemami dotyczącymi EMC itp. Itp.

Nie zapominaj, że istnieje „dom w połowie drogi” o nazwie SQI. Jest to szeregowy szeregowy interfejs szeregowy (skrót od Serial Quad Interface ).

Z punktu widzenia protokołu jest to tak samo jak praca z normalnym interfejsem szeregowym, ale zamiast transferu jednego bitu co zegar, można przesłać 4 bity jednocześnie. Zamiast pojedynczego układu danych / zegara lub układu din / dout / clock ma 4 piny danych i jeden zegar. Daje to 4x przepustowość normalnego interfejsu szeregowego i nie wymaga więcej pinów. W rzeczywistości wiele układów flash SPI może również działać w trybie SQI, nie wymagając więcej niż 8 istniejących już pinów. Znaczący wzrost prędkości bez wzrostu nieruchomości.

SQI staje się popularnym interfejsem do szybszego ładowania programów z zewnętrznych układów pamięci flash - nie tylko wykorzystywanym do prostych mikrokontrolerów, ale także często używanym do uruchamiania BIOS-u komputerów PC, zwłaszcza laptopów, gdzie przestrzeń jest poważnym problemem.

Niska liczba pinów na samym urządzeniu jest prawdopodobnie mniej ważna niż oszczędność na MCU lub FPGA, do którego go podłączasz.

Znalezienie 8 pinów danych oraz wielu innych adresów, wybranie i włączenie pinów oznacza znacznie większy pakiet i prawdopodobnie większy koszt dla MCU.

Podczas gdy równoległe układy EEPROM są szybsze i mniej skomplikowane w komunikacji, szeregowe są tańsze sprzętowo, ponieważ wymagają mniej pinów, energii i przewodów / obwodów.

Na szczęście, powiedzmy, że w moim samolocie mam stare radio 2-drożne z 16 dostępnymi częstotliwościami i możliwością wyboru z kokpitu, w którym znajduje się jednostka sterująca.

Gdzieś za nim znajduje się jednostka nadawczo-odbiorcza z kablem biegnącym do jednostki sterującej zawierającej, między innymi, 16 przewodów biegnących do przełącznika wyboru kokpitu wymaganych do wyboru częstotliwości.

Pewnego dnia, rozmawiając z przyjacielem, poruszam temat radia i pytam go, czy nie byłoby możliwe zakodowanie ustawień częstotliwości kokpitu na czterobitową liczbę binarną i przesłanie tej liczby czterema drutami (oszczędzając 12 drutów ) do jednostki T / R, gdzie byłby dekodowany na szesnaście sygnałów potrzebnych do dokonania wyboru częstotliwości.

„Jasne”, mówi, „ale dlaczego tam zatrzymać? Zamiast wysyłania [cztery bit] liczba wszystkich naraz, to dlaczego nie wysłać go trochę w czasie, na pojedynczym przewodem i posiadają dekoder w T / szt R rysunku wybierać częstotliwość, oszczędzając 15 przewodów w kablu i 15 pinów w złączach łączących urządzenia? "

Poniżej znajduje się kilka powodów, dla których szeregowy EEPROM jest lepszy niż równoległy EEPROM.

1. Niższe zużycie prądu . Na przykład prądy robocze dla seriali 16K wynoszą około 3 mA; to samo dla urządzeń równoległych 16K wynosi około 30 mA i więcej. Im niższy prąd, tym niższe zużycie energii.

2. Niższe napięcie - szeregowe pamięci EEPROM są dostępne na rynkach, które działają przy niskich napięciach (1,8-2,5 V). Praca przy niskim napięciu ma również pozytywny wpływ na zużycie energii.

3. Programowalność - szeregowe EEPROMy są łatwiejsze do zaprogramowania w porównaniu do równoległych. Szeregowe pamięci EEPROM mają zdolność i łatwość programowania jednego bajtu na raz;

4. Szeregowe pamięci EEPROM są dostępne w mniejszej obudowie

5. Niższa liczba pinów

6. Dostępne w niższej cenie w porównaniu do równoległych

7. Niskie obciążenie mikrokontrolera i wsparcie

No one seems to have mentioned another reason for serial.

It is faster. YES, faster. Because trying to keep all those parallel signals synchronised at high speed is hard. It is much easier to go fast with serial. And if that is not fast enough, then add another channel (parallel serial).