Справочник
Нашли ошибку? Сообщите нам ...Комментировать: Flash-память серии AT45DBxx1D фирмы ATMELРаспечатать: Flash-память серии AT45DBxx1D фирмы ATMEL

Flash-память серии AT45DBxx1D фирмы ATMEL


"Справочник" - информация по различным электронным компонентам: транзисторам, микросхемам, трансформаторам, конденсаторам, светодиодам и т.д. Информация содержит все, необходимые для подбора компонентов и проведения инженерных расчетов, параметры, а также цоколевку корпусов, типовые схемы включения и рекомендации по использованию радиоэлементов.


Микросхемы памяти стандарта DataFlash® фирмы Atmel® идеально подходят для применения в различных технических приложениях независимо от того, данные какого типа необходимо хранить. Так как DataFlash функционирует подобно последовательной EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory - электрически стираемое программируемое ПЗУ) большой емкости, то она может использоваться во многих технических приложениях вместо нее, что позволяет существенно снизить цену готового изделия. В настоящей статье будут рассмотрены микросхемы серии AT45DBxx1D.

Общее описание

Микросхемы серии AT45DBxx1D идеально подходят для использования в разнообразных технических приложениях, где необходимо хранить оцифрованные данные, речь, изображение или непосредственно код программы. Все микросхемы памяти серии AT45DBxx1D поддерживают последовательный интерфейс RapidS™, необходимый для приложений, требующих работы устройства на высоких скоростях обмена данными. Интерфейс RapidS™ совместим с интерфейсом SPI (Serial Peripheral Interface - последовательный интерфейс для периферийных устройств) для тактовых частот до 66 МГц. Вся память каждого из представителей этой серии организованна в виде набора страниц определенного объема. Количество страниц и их размер определяются в зависимости от конкретной модели микросхемы. В дополнение к основной памяти у микросхем этой серии имеются один или два добавочных буфера статического ОЗУ (см. табл. 1), которые позволяют получить данные при перепрограммировании ("перепрошивке") основной памяти, а также запись непрерывного потока данных. При этом все операции перепрограммирования/стирания являются самосинхронизирован-ными. Эмуляция работы EEPROM может быть легко произведена с помощью автономной трехэтапной процедуры чтения/изменения/записи. В отличие от обычной Flash-памяти, в который организован случайный доступ с общими шинами адресов и параллельным интерфейсом, микросхемы стандарта DataFlash® используют интефейс RapidS™ для последовательного доступа к данным. Такая простая схема доступа к данным в значительной степени уменьшает количество активных выводов микросхемы, что позволяет уменьшить массо-габаритные показатели устройства, в которой она используется, а также увеличить его надежность и минимизировать коммутационные помехи. Таким образом, микросхемы серии AT45DBxx1D оптимизированы для использования в различных коммерческих и промышленных приложениях, где требуется компактность, малое напряжение питания и низкое энергопотребление. Для упрощения процедуры "перепрошивки" микросхемы серии AT45DBxx1D необходим, в зависимости от типа, однополярный источник питания напряжением 2,5...3,6 В (либо 2,7...3,6 В). Каждая микросхема из рассматриваемой серии управляется через вывод выбора кристалла CS (Chip Select), а доступ к данным осуществляется через 3-проводный интерфейс, включающий в себя последовательный вход SI (Serial Input), последовательный выход (Serial Output) и тактовую синхронизацию (Serial Clock). Основные отличительные особенности и характеристики микросхем серии AT45DBxx1D представлены в табл. 1. Цоколевка выводов и внешний вид микросхем серии AT45DBxx1D в различных корпусах показан на рис. 1.

Цоколевка выводов и внешний вид микросхем серии AT45DBxx1D в различных корпусах

Рис. 1. Цоколевка выводов и внешний вид микросхем серии AT45DBxx1D в различных корпусах: а - MLF8, б - SOIC8, в - TSOP28

Таблица 1. Основные отличительные особенности и характеристики микросхем серии AT45DBxx1D

Наименование

Емкость, бит

Uпит, B

Интерфейс

Буфер ОЗУ, байт

Число выводов

Тип корпуса

Размер страницы, байт

Число страниц

Размер блока, кбайт

Размер сектора, кбайт

AT45DB011D

1M

2,7

SPI, RapidS™

1x256/264

8

MLF8, SOIC8

256/264

512

2

32

AT45DB021D

2M

2,7

SPI, RapidS™

1x256/264

8

MLF8, SOIC8

256/264

1024

2

32

AT45DB041D

4M

2,5; 2,7

SPI, RapidS™

2x256/264

8

MLF8, SOIC8

256/264

2048

2

64

AT45DB081D

8M

2,5; 2,7

SPI, RapidS™

2x256/264

8

MLF8, SOIC8

256/264

4096

2

64

AT45DB161D

16M

2,5; 2,7

SPI, RapidS™

2x512/528

8/28

MLF8, TSOP28, SOIC8

512/528

4096

4

128

AT45DB321D

32M

2,7

SPI, RapidS™

2x1024/1056

8/28

MLF8, TSOP28

512/528

8192

4

256

Основные особенности микросхем серии AT45DBxx1D

Перечислим основные особенности микросхем Flash-памяти серии AT45DBxx1D:

- питание от однополярного источника напряжением 2,5...3,6 В либо 2,7...3,6 В;

- интерфейс RapidS™ (тактовая частота до 66 МГц), совместимый с SPI;

- конфигурируемый пользователем размер страницы памяти (см. табл. 1);

- функция интеллектуального программирования;

- гибкие возможности стирания данных:

  • возможность постраничного/по-блочного/посекторного стирания (см. табл. 1);
  • полное стирание;

- дополнительные буферы статического ОЗУ;

- возможность чтения непрерывного потока данных (идеально для приложений, использующих теневое ОЗУ);

- малое энергопотребление:

  • 7 мА - в активном режиме;
  • 25 мкА - в ждущем режиме;
  • 5 мкА (9 мкА для микросхемы типа AT45DB161D) - в автономном режиме;

- функции аппаратной и программной защиты;

- блокировка секторов для защиты кода программы или хранимых данных;

- закрытый доступ к данным с помощь секретного 128-байтно-го регистра:

  • 64-байтное пространство, программируемое пользователем;
  • 64-байтный уникальный идентификатор устройства;

- соответствие стандартам JEDEC (Joint Electronic Device Engineering Council - объединенный инженерный совет по электронным устройствам);

- срок хранения данных - 20 лет;

- минимальное число циклов "перепрошивки"/стирания на страницу - 100000;

- работа в промышленном диапазоне температур (-40...+85°С);

- экологически чистый тип корпуса.

В таблице 2 приводится описание функционального назначения выводов микросхем серии AT45DBxx1D.

Таблица 2. Функциональное назначение выводов микросхем серии AT45DBxx1D

Обозначение

Функциональное назначение

Активный уровень

Тип сигнала (вход/выход)

CS

Выбор кристалла. Установка активного уровня на данном выводе разрешает доступ к микросхеме. В случае, когда на данном выводе отсутствует активный уровень, микросхема работает в ждущем режиме и на выходном выводе SO устанавливается высокое сопротивление. При этом она не может принимать данные по входному выводу SI. Включение микросхемы осуществляется изменением уровня сигнала с высокого на низкий на выводе CS, а выключение - изменением уровня с низкого на высокий. При завершении внутренних самосинхронизирующихся операций (таких, как запись данных или цикл стирания), микросхема входит в ждущий режим только после их полного завершения

Низкий

Вход

SCK

Тактовая частота последовательного интерфейса. Этот вывод используется для синхронизации работы микросхемы и управления потоком данных по этому интерфейсу. Команда, адрес и входные данные на выводе SI всегда синхронизируются по переднему фронту SCK, в то время как выходные данные на выводе SO - по заднему фронту

-

Вход

SI

Вход последовательного интерфейса. Данный вывод используется для ввода (с помощью последовательного сдвига) всех данных, хранящихся в микросхеме, в том числе для команд и последовательностей адресов. Данные на выводе SI всегда синхронизируются по переднему фронту SCK

-

Вход

SO

Выход последовательного интерфейса. Данный вывод используется для вывода (с помощью последовательного сдвига) данных, хранящихся в микросхеме. Данные на выводе SO всегда синхронизируются по заднему фронту SCK

-

Выход

WP

Защита записи. Когда на данном выводе присутствует активный уровень сигнала, все сектора памяти, отмеченные как защищенные в регистре защиты секторов (Sector Protection Register), будут недоступны для операций записи или стирания в независимости от того, была ли подана команда включения защиты секторов (Enable Sector Protection) или нет. Вывод WP функционирует независимо от программно­управляемого метода защиты. После того как на выводе WP устанавливается низкий уровень, содержимое регистра защиты секторов не может быть изменено. Если на микросхему поступает команда записи или стирания в то время, когда на выводе WP установлен активный уровень, она будет игнорировать команду и вернется в режим ожидания (как только на выводе CS появится неактивный уровень). При этом микросхема будет распознавать только команды включения защиты секторов и блокировки сектора (Sector Lockdown). Со стороны вывода WP микросхема имеет высокое сопротивление, поэтому, если не используется аппаратное управление защитой данных от перезаписи/стирания, данный вывод можно оставлять неподключенным. Рекомендуется, чтобы WP был подключен к VCC

Низкий

Вход

RESET

Сброс. Низкий уровень на данном выводе прерывает выполнение текущей операции и переводит микросхему в режим ожидания. При этом она будет находиться в режиме сброса до тех пор, пока на данном выводе будет присутствовать низкий уровень сигнала. При установке на выводе RESET высокого уровня, микросхема возвращается обратно в режим нормального функционирования. В микросхеме есть внутренняя цепь сброса (при включении питания), поэтому нет каких-либо ограничений на сброс во время процедуры включения питания. Если по каким-то причинам этот вывод не используется, рекомендуется удерживать на нем высокий уровень сигнала

Низкий

Вход

RDY/BUSY (только для AT45DB161D, AT45DB321D)

Готов/Занят. На этом выводе устанавливается низкий уровень каждый раз, когда микросхемой исполняется самосинхронизирующаяся операция (запись/стирание, сравнение, пересылка данных между буфером и страницей). Статус "занят" говорит о том, что доступ к памяти и одному из буферов закрыт, при этом остаются возможными операции чтения/записи из/в другие буферы

-

Выход

VCC

Источник питания. Вывод VCC используется для подачи напряжения питания от источника на микросхему. Строго рекомендуется использовать только установленные производителем напряжения, так как в противном случае это может привести к сбоям и ошибкам памяти

-

Источник

питания

GND

Земля. "Земля" по отношению к источнику питания. Данный вывод должен быть присоединен к системной "земле"

-

"Земля"

Функциональная схема

Общая функциональная схема микросхем серии AT45DBxx1D (на примере AT45DB041D) показана на рис. 2. Основными блоками здесь являются матрица памяти (Flash Memory Array), в которой хранятся записанные данные, буфер статического ОЗУ (Buffer), позволяющий получать данные при "перепрошивке" микросхемы, а также, использующийся в качестве самостоятельного адресного пространства для чтения/записи поступающих данных и их дальнейшей пересылке в основную память МсП (с последующим стиранием или без него), и интерфейс ввода/вывода (I/O Interface), через который осуществляется управление и доступ к обрабатываемым данным.

Функциональная схема микросхемы AT45DB041D

Рис. 2. Функциональная схема микросхемы AT45DB041D

Для обеспечения оптимально гибкого доступа к данным матрица памяти микросхем серии AT45DBxx1D разбита на три вида сегментов: секторы, блоки и страницы. Число и размер секторов, блоков и страниц зависит от конкретного типа микросхемы (см. табл. 1). При этом доступна работа в двух режимах адресации (выбор режима по соответствующей команде): бинарном (при котором адресуется пространство размером кратным степени 2) и стандартном DataFlash® (когда доступен больший объем памяти, что дает дополнительные возможности управления потоком данных). Все программные операции выполняются на "страничном" уровне, и лишь операция стирания может быть выполнена над страницей, сектором, блоком или непосредственно над всем объемом доступной памяти.

Управление работой микросхемы осуществляется с помощью команд, поступающих с хост-машины. Каждая из команд синхронизируется по заднему фронту импульса CS и начинается с 8-битного кода операции (opcode), за которым следует адрес назначения (буфер статического ОЗУ либо основная матрица памяти). При передаче всех команд адресов и данных, первым передается старший разряд (most significant bit).

Кроме стандартных операций чтения/записи/стирания рассматриваемое семейство микросхем поддерживает программный и аппаратный методы защиты от ошибок и некорректного обращения к данным. Программный метод основывается на командах с хост-машины, которые включают или выключают опции защиты, в то время как аппаратный работает по сигналу на выводе WP Выбор областей памяти, подлежащих защите, и определение их текущего статуса осуществляется через регистр защиты секторов и регистр статуса (Status Rregister).

Предельные и типовые электрические характеристики по постоянному и переменному току микросхем серии AT45DBxx1D приведены в табл. 3-5.

Таблица 3. Предельные электрические характеристики микросхем серии AT45DBxx1D

Рабочая температура (возможны ошибки памяти)

-55°C ... 125°C

Температура хранения

-65°C ... 150°C

Все входные напряжения (включая напряжения на неподключенных выводах) по отношению к "земле"

-0,6В ... 6,25В

Все входные напряжения по отношению к "земле"

-0,6В ... VCC + 0,6В

Таблица 4. Типовые электрические характеристики микросхем серии AT45DBxx1D по постоянному току

Обозначение

Параметр

Условия

Мин.

Тип.

Макс.

Единицы измерения

IDP

Ток покоя

CS*, RESET*, WP* = VIH, на всех входах уровень КМОП

-

5

10

мкА

ISB

Ток в режиме ожидания

CS*, RESET*, WP* = VIH, на всех входах уровень КМОП

-

25

50

мкА

ICC1

Рабочий ток (режим чтения данных)

f = 20 МГц; IOUT = 0 мА; VCC = 3,6 В

-

7

10

мА

f = 33 МГц; IOUT = 0 мA; VCC = 3,6 В

-

8

12

мА

f = 50 МГц; IOUT = 0 мА; VCC = 3,6 В

-

10

14

мА

f = 66 МГц; IOUT = 0 мА; VCC = 3,6 В

-

11

15

мА

ICC2

Рабочий ток (режим записи/стирания данных)

Vcc = 3,6 В

-

12

17

мА

ILI

Входной ток нагрузки

VIN = уровень КМОП

-

-

1

мкА

ILO

Выходной ток утечки

VI/O = уровень КМОП

-

-

1

мкА

VIL

Низкий уровень напряжения на входе

-

-

-

VCC x 0,3

В

VIH

Высокий уровень напряжения на входе

-

VCC x 0,7

-

-

В

VOL

Низкий уровень напряжения на выходе

IOL = 1,6 мА; VCC = 2,7 В

-

-

0,4

В

VOH

Высокий уровень напряжения на выходе

IOH = -100 мкА

VCC - 0,2

-

-

В

* - активным является низкий уровень сигнала.

Таблица 5. Типовые электрические характеристики микросхем серии AT45DBxx1D по переменному току (интерфейс RapidS™/SPI)

Обозначение

Параметр

Мин.

Тип.

Макс.

Единицы измерения

fSCK

Тактовая частота

-

-

66

МГц

fCAR1

Тактовая частота для последовательного чтения данных

-

-

66

МГц

fCAR2

Пониженная тактовая частота для последовательного чтения данных

-

-

33

МГц

tXFR

Время передачи страницы в буфер статического ОЗУ

-

-

400

мкс

tcomp

Время сравнения страницы с буфером статического ОЗУ

-

-

400

мкс

tEP

Время стирания и перезаписи страницы

256/264 байт

-

14

35

мс

512/528 байт

-

17

40

мс

tP

Время перезаписи страницы

256/264 байт

-

2

4

мс

512/528 байт

-

3

6

мс

tPE

Время стирания страницы

256/264 байт

-

13

32

мс

512/528 байт

-

15

35

мс

tBE

Время стирания блока

2 Кбайт

-

15

35

мс

4 Кбайт

-

45

100

мс

tSE

Время стирания сектора

32 Кбайт

-

0,8

2,5

с

64 Кбайт

-

1,6

5

с

128 Кбайт

-

1,6

5

с

256 Кбайт

-

1,6

5

с

tRST

Длительность импульса сброса (RESET)

10

-

-

мкс

tREC

Время восстановления после сброса

-

-

1

мкс

Автор: Евгений Кузнецов (г. Рязань)

Источник: Ремонт и сервис


Дата публикации: 04.06.2015
Мнения читателей
  • Егор / 12.01.2017 - 13:16
    Добрый день. Подскажите, у Вас в Таблице 1. Основные отличительные особенности и характеристики микросхем серии AT45DBxx1D Написано про блоки и сектора. Что это и чем они отличаются от страниц

Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу:








 



RadioRadar.net - datasheet, service manuals, схемы, электроника, компоненты, semiconductor,САПР, CAD, electronics