Дипломная работа: Разработка компонентов инфраструктуры сервисного обслуживания встроенной памяти гибкой автоматизированной системы на кристалле

Микросхемы последовательной EEPROM, рекомендуются для использования в приложениях, не требующих высокой шинной скорости для накопления и хранения данных, но желающих иметь возможность побайтового и страничного чтения/записи. Шина работает с тактовой частотой 400 кГц при напряжении питания до 1,8 В. Последовательная EEPROM выпускается в различных корпусах: пластиковых DIP с двухрядным расположением выводов, SO, MSOP, TSSOP для поверхностного монтажа и SBGA с матрицей шарообразных выводов.

Рисунок 2.2 – Система записи обозначений микросхем памяти ST типа EEPROM

Микросхемы памяти EEPROM с шиной SPI предпочтительны для приложений с высокоскоростной передачей информации по шине. С появлением микросхем со скоростью от 5 МГЦ до 10 МГц и емкостью от 512 кбит до 1 Мбит, эта шина быстро завоевывает популярность на рынке микросхем памяти. EEPROM с шиной SPI имеют вход HOLD ("Захват"), который позволяет сохранять синхронизацию при паузах в процессе передачи последовательностей данных по шине. Кроме того, имеется специальный управляющий вход W для защиты матрицы памяти от записи.

Микросхемы памяти EEPROM с шиной MICROWIRE доступны с емкостью от 256 бит до 16 кбит. В настоящее время шина MICROWIRE широко применяется во многих современных устройствах, для которых требуется достаточно высокая скорость передачи данных без использования внешних шин адреса/данных.

Семейство микросхем высокоскоростной низковольтовой последовательной Flash-памяти имеет четырехпроводный SPI-совместимый интерфейс, что позволяет использовать Flash-память вместо последовательной EEPROM. Изготавливаемые по высокоизносостойкой КМОП Flash-технологии, данные микросхемы обеспечивают, по крайней мере, 10000 циклов перепрограммирования на сектор с сохранностью данных свыше 20 лет.

В настоящее время доступны два дополняющих друг друга подсемейства последовательной Flash-памяти с возможностью стирания сектора или страницы:

– последовательная Flash-память с секторным стиранием и страничным программированием: серия M 25 Pxx;

– последовательная Flash-память со страничным стиранием и программированием: серия M 45 PExx.

Если рассмотреть различные виды микросхем последовательной долговременной памяти с высокой плотностью, то M25Pxx с тактовой частотой 25 MГц оказываются существенно быстрее, чем многие другие типы схем Flash-памяти с последовательной выборкой.

Семейство последовательной Flash-памяти ST позволяет загружать в оперативную память 1 Мб за 43 мс при минимальном числе команд, что делает их удобными в использовании. Технические и программные средства защиты предохраняют хранимую информацию от перезаписи.

Для снижения потребляемой мощности эти микросхемы работают от одного источника питания от 2,7 В до 3,6 В и имеют режим пониженного энергопотребления, в котором потребляемый ток менее 1 мкА. Кроме того, четырехпроводный интерфейс значительно уменьшает число выводов устройства используемых для управления передачей данных по шине, что обеспечивает высокую интеграцию и меньшую стоимость по сравнению с другими подобными схемами. Микросхемы памяти серии M25Pxx выпускаются в широком и узком S08, LGA и MLP корпусах.

2.5 Составляющие оценки программирования SoC-памяти

В M 25 PXX имеется удобный программатор / считыватель. Этот программатор подключается непосредственно к компьютеру и обеспечивает пользователю прямой доступ и управление последовательной Flash-памятью M 25 xxx в любой конфигурации.

M45PExx – серия микросхем энергонезависимой памяти высокой производительности, обладающая более высокой зернистостью, чем ранее. Любая страница в 256 Байт может быть отдельно стерта и запрограммирована, а команда Write предусматривает возможность модифицирования данных на байтовом уровне. Кроме того, архитектура M45PExx оптимизирована по минимуму необходимого прикладного программного обеспечения. Для модифицирования одной страницы в 256 байт требуется время 12 мс для записи, 2 мс для программирования или 10 мс для стирания. Это делает высокопроизводительные микросхемы последовательной энергонезависимой памяти M45PExx очень удобными для использования в приложениях, требующих хранения большого количества часто изменяющихся данных.

Специализированные микросхемы памяти имеют индивидуальные характеристики для конкретных приложений или разрабатываются в соответствии с предъявляемыми требованиями. Они основаны на стандартных матрицах памяти со специфичной электрической схемой ввода-вывода и специализированной внутренней логикой. Эти изделия основаны на последовательной EEPROM и включают логику для приложений типа компьютерного монитора " Plug and Play " со стандартом VESA, компьютерные модули DRAM и др.

Среди данных микросхем можно отметить M 24164 – 16 Kб каскадируемую EEPROM со специальной адресацией, возможностью использования 8 устройств каскадом на одной шине и специальной адресацией, используемой при конфликтах на шине I2C .

Другой специализированной микросхемой, которая может найти широкое применение на нашем рынке является M34C00 – электронный дескриптор платы, предназначенный для хранения небольших электронных заметок о плате. В M34C00 можно сохранять реГАСтрационный номер, заводские установки (по умолчанию), пользовательские установки, данные о событиях в течение срока службы платы, сведения об отказах и сервисном обслуживании любой платы и др.

Данная микросхема имеет 3 банка по 128 бит (один не стираемый OTP-типа), один стандартный банк EEPROM и один стандартный банк EEPROM с возможностью постоянной защиты от записи), двухпроводный I2C шинный последовательный интерфейс, питание от 2,5 В до 5,5 В, корпус SO 8 или TSSOP 8, рабочий диапазон температур - 40 … + 85°C .

2.5.1 Особенности бесконтактных микросхем памяти

Бесконтактные микросхемы памяти являются специфическим продуктом. По классификации их с одной стороны можно отнести к специализированным EEPROM, а с другой стороны их можно выделить как самостоятельный вид памяти, получающий в последнее время очень широкое применение в разных сферах.

Новый стандарт ISO для бесконтактной коммуникационной памяти – ISO 14443 тип В (реализован в микроконтроллерных устройствах ГАС, транспорта и т.п.), а также ISO 15693 и ISO 18000.

В настоящее время предложена новая серия микросхем бесконтактной памяти и бесконтактных микросхем связи с радиочастотным интерфейсом для приложений типа меток, радиочастотной идентификации (RFID) и бесконтактных систем доступа с использованием специализированных микросхем памяти. Отметим особенности некоторых микросхем данного типа.

Микросхема SRIX 4 K имеет 4096 пользовательских бит EEPROM с OTP, двоичный счетчик и защиту записи. Соответствует стандарту ISO 14443 – 2 / 3 тип B. Обладает патентованной компанией France Telecom функцией антиклонирования. Работает на несущей частоте 13,56 MГц с поднесущей частотой 847 кГц, частота со скоростью передачи данных 106 кбит/с. Используется амплитудная модуляция (ASK) данных при передачи со считывателя на карту и двоичная фазовая модуляция (BPSK) для передачи с карты на считыватель.

Микросхема LRI 512 имеет 512 бит с блокировкой на уровне блока данных. Она полностью соответствует стандарту ISO 15693 (до 1 метра) и требованиям E. A. S. Работает на несущей частоте 13,56 M Гц с 1/4 и 1/256 импульсным кодированием на высокой и низкой скорости передачи данных на одной или двух поднесущих частотах. Производится амплитудная модуляция данных при передаче со считывателя на карту и манчестерское кодирование при передаче с карты на считыватель.

В микросхеме CRX 14 имеется встроенный в чип механизм радиосвязи с протоколом и модуляцией по стандарту ISO 14443 типа B (радиоинтерфейс). Обладает патентованной France Telecom функцией антиклонирования. Обеспечивает последовательный доступ к базе на частоте 400 кГц по двухпроводной последовательной шине I2C с возможностью соединения по одной шине с восемью CRX 14. Имеет буфер 32 байта для входного и выходного пакета и встроенный вычислитель циклического избыточного кода (CRC calculator). Выпускается в корпусе S 016 Narrow (сжатый).

Микросхемы энергонезависимых ОЗУ (NVRAM). Решением, позволяющим обеспечить сохранность данных ОЗУ при сбоях и потери внешнего питания, является использование резервного питания (миниатюрной литиевой батареи), располагаемой непосредственно сверху микросхемы или на системной плате. Исходя из задач решаемых с использованием ОЗУ, производится четыре типа микросхем NVRAM: супервизоры, ZEROPOWER NVRAM, последовательные часы реального времени (Serial RTC) и TIMEKEEPER NVRAM .

2.5.2 Особенности супервизоров

Выделяют два класса супервизоров: супервизоры микропроцессоров (Microprocessor supervisor) и супервизоры энергонезависимых ПЗУ (NVRAM supervisor), а также возможна комбинация обоих классов.

Основными функциями супервизора микропроцессора (µP) являются мониторинг напряжения и функция сторожевого таймера (Watchdog). Большинство супервизоров микропроцессоров включают эти функции. В комбинированных микросхемах возможна интеграция и других функций. Основными функциями супервизора NVRAM являются мониторинг напряжения с переключением батареи и защита записи.

2.6 Решение проблем переключения питающего напряжения в процессе сервисного обслуживания

Монитор напряжения предохраняет микропроцессор (и систему), путем контроля напряжения источника питания и генерации сигнала СБРОС (RESET), для перехода микропроцессора в начальное состояние при недопустимо низком значении питающего напряжения. Эта опция называется Low Voltage Detect (LVD) – "Обнаружение низкого напряжения".

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7