44. Устройства энергонезависимой памяти с последовательным интерфейсом (на примере at25, at45).

Речь идёт о памяти EEPROM.

Цикл обращения к EEPROM при записи данных:

1. Проверка доступности (ожидание обновления флага в регистре управления EEWE)

2. При EEWE = 0 происходит запись адреса (пересылка) в регистр адреса, запись данных в регистр данных, в регистре управления устанавливается регистр разрешения записи EEMWE и через 4 такта EEWE устанавливается в 1.

3. Начинается режим записи, который длится > 2 мс, после чего происходит аппаратный сброс флага и повторение цикла.

Имеются 2 бита защиты, которыми можно запретить доступ к памяти на считывание и запись.

Память последовательного типа EEPROM.

Объём: 128б – 128 Кбайт. Напряжение питания – 1.8 – 5.5 В.

Для записи данных на страницу предварительно заносим данные в буфер и после сигнала STOP на интерфейсе происходит стирание страницы и перенос данных из буфера на страницу. При записи границы между страницами сохраняются, т.е. при достижении границы страницы запись дальше пойдёт с начала страницы. При чтении контроль границ страниц не осуществляется. Возможные размеры страниц: 8, 16, 32, 64, 128, 256 б/Мб.

Некоторые модели внутри разбиваются на банки. Может быть 2,4,8 банков. Это делается для уменьшения количества интерфейсных входов на 1, 2, 3 соответственно (интегрируем 2, 4, 8 схем в одну).

Временные диаграммы работы EEPROM:

1. Запись одиночного бита:

2. Запись страничная (последовательности байт):

3. Чтение по текущему адресу:

4. Чтение по заданному адресу:

Временные диаграммы операций чтения/записи были приведены для единого адресного пространства в схеме. Если же устройство поделено на банки, то в протоколе адрес устройства вида 1010A₂A₁A₀ модифицируется на:

1010А₂А₁Р₀ – для 2х банков (Р₀ – номер банка).

1010А₂Р₁Р₀ – для 4х банков.

1010Р₂Р₁Р₀ – для 8ми банков.

В случае расширения имеем: 1А₂А₁А₀Р₂Р₁Р₀ (2К∙8 = 16 Кбайт).

В случае использования протокола I2C (линейка АТ24) временная диаграмма записи одиночного байта выглядит следующим образом:

45. Память DataFlash -структура, операции, применение.

Объём 1-64 Мбит.

Данная память применяется для хранения больших объёмов данных, используется для оцифровки звука, хранения фотографий и т.д. Сферы применения: хранения данных при работе приложений, хранение программ, хранение таблиц констант

Структура памяти DataFlash.

SO – Serial Output

SI – Serial Input

WP – защита по записи

- последовательная или параллельная передача.

Логическая организация памяти.

Есть 3 уровня памяти – сектора, блоки и структуры.

Операции

1. Чтение/запись на уровне страниц.

2. Стирание на уровне страниц и блоков.

3. Операции чтения:

3.1 Непрерывное чтение

КОП (1 байт), 3 байта адреса (Nстр (13 р.) + N на стр. (11 р.))

3.2 Постраничное чтение

3.3. Чтение буфера

3.4 Чтение слова состояния

	COMP
		Условный код размера DataFlash

4. Операции записи/стирания

4.1 Запись в буферы

4.2 Копирование из буфера

4.2.1 Со встроенным стиранием

4.2.2 Без встроенного стирания

4.3 Запись через буферы

4.4 Стирание страниц и блоков

5. Дополнительные операции

5.1 Копирование страниц из flash в буфер 1 или 2

5.2 Сравнение страниц flash и буфера 1 или 2

5.3 Автоматическая перезапись страниц с использованием буфера 1 или 2

Алгоритмы записи:

1. Запись через буферы.

2. Запись в буфер и копирование.

Эти алгоритмы применяются при последовательной записи страницы за страницей.

Схема взаимодействия МК с DataFlash:

42. 46. AVR - микроконтроллеры. Архитектура и назначение устройств.

Обобщенная архитектура:

G – генератор. Настройка RC – генератора происходит в самом МП. АЛУ и РОН имеют по 8 разрядов. Память выполнена по Гарвардской архитектуре.

Память программ предназначена для хранения команд, управляющих функционированием МК. В памяти программ также хранятся различные константы, не меняющиеся во время работы программы. Память программ представляет собой электрически стираемое ППЗУ (FLASH-ПЗУ). Для адресации используется счетчик команд.

Память данных разделена на три части: регистровая память, оперативная память (статическое ОЗУ) и энергонезависимое EEPROM. Регистровая память включает в себя 32 РОНа (32 байта) и служебные регистры ВВ (64 байта). В области регистров ВВ расположены различные служебные регистры (регистр указатель стека, регистр состояния и др.), а также регистры управления ПУ, входящими в состав МК. Для хранения переменных программ вместе с регистрами также может использоваться статическое ОЗУ. Есть возможность подключения внешнего статического ОЗУ объемом до 64 Кбайт. Для хранения данных, которые могут изменяться в процессе настройки и функционирования готовой системы (калибровочные константы, серийные номера, ключи и т. п.), может быть использована EEPROM. Эта память расположена в отдельном адресном пространстве, а доступ к ней осуществляется с помощью определенных РВВ.

Память SRAM имеет объём 512 байт, EEPROM – также 512 байт. ERAM – внешняя память данных. Запись информации в ячейку EEPROM длиться 2.5-4 мс. В AVR хорошо представлены UART, SPI и TWI (I2C) (в ATMega). Таймеры T0, T1, T2 и WDT. Работа с ERAM происходит медленнее, чем с SRAM (1 МТ). В МК AVR есть режимы энергосбережения Idle и Power Down Mode. Выход из режимов длиться 16 мс.