Почему последовательный EEPROM предпочтительнее параллельного EEPROM?

17

На странице Википедии для EEPROM: http://en.wikipedia.org/wiki/EEPROM указано, что «Параллельные устройства EEPROM обычно имеют 8-битную шину данных и шину адреса, достаточно широкую, чтобы охватить всю память», а также «Работа параллельной EEPROM проста и быстра по сравнению с последовательной EEPROM». В таком случае, почему последовательные EEPROM становятся более популярными, чем параллельные EEPROM?

Arpith
источник
2
Они требуют меньше контактов, а различные последовательные шины очень распространены в конструкции. С современными скоростями скорость последовательного интерфейса абсолютно подходит для того, для чего используются устройства EEPROM.
Дэвид
Конечно, с такими же современными скоростями параллельный интерфейс даст гораздо лучшую пропускную способность по сравнению с последовательным интерфейсом?
Арпит
1
Конечно, но если вам не нужны скорости, превышающие скорость последовательной передачи, то зачем тратить булавки?
Дэвид
1
... вот почему у нас есть USB, а не UPB
Чу
1
И последовательный ATA, PCI Express и т. Д.
Дэвид

Ответы:

27

Это очень просто. Количество пинов и стоимость упаковки.

Устройства EEPROM в основном используются для хранения параметрических данных или постоянных характеристик устройства. Типичный сценарий - писать очень редко и читать, как правило, один раз при каждой загрузке хост-устройства. Для этого типа приложений относительно медленное время записи EEPROM не представляет большой проблемы. И время чтения для загрузки не более нескольких килобайт данных с последовательного устройства (SPI или I2C) обычно не является чрезмерным влиянием времени.

Есть еще один фактор, который сыграл в популярности последовательных устройств над параллельными устройствами. Это была миграция устройств MCU из более старых микропроцессорных устройств с параллельными шинами в гораздо более распространенные современные типы, в которых вся память для хранения программ и память для данных построены прямо на чипе. Часто больше нет параллельной шины, доступной напрямую. И в большинстве приложений очень мало интереса к использованию большого количества выводов для передачи битов на параллельную периферию.

Майкл Карас
источник
Вы имеете в виду, что единственным решающим фактором здесь является недвижимость, которую занимают булавки?
Арпит
1
@ Arphith Это не незначительное соображение. Параллельная 32-килобитная EEPROM потребовала бы 20+ выводов и соответственно большой пакет; серийный требует двух.
Ник Джонсон
1
@MichaelKaras: +1 за последний абзац за ваш ответ (нигде не нашел эту информацию). Любые источники / ссылки, чтобы помочь мне узнать больше о типах EEPROM?
Арпит
2
Кроме того, вы можете подключать устройства с последовательным интерфейсом SPI и иметь несколько устройств I2C на шине, что еще больше экономит контакты.
pjc50
1
Недвижимость, необходимая для маршрутизации дополнительных трассировок для параллельного пакета, может иметь большое значение и в некоторых приложениях.
Семай
12

В первые дни провода были дешевыми, а транзисторы - дорогими. В эти дни все наоборот. Отсюда почему почти все делается поочередно.

В первые дни чипы были не очень сложными, и процессор включался и считывал первое, что обнаружил на своей шине памяти по начальному адресу, поэтому параллельные EEPROM эффективно имитировали DRAM, который висел на шине.

В наши дни оперативная память DDR кричит на гигагерц на огромных широких шинах, поэтому флеш-чип, который может зависать на той же шине, будет чрезмерно дорогим и довольно бессмысленным, если современные процессоры имеют достаточно встроенного интеллекта (благодаря дешевым маленьким транзисторам), чтобы загрузиться с I²C / SPI flash.

В наши дни микросхемы флэш-памяти и оперативной памяти обычно встроены в устройство. Внешнее хранилище, такое как EEPROM, может висеть на шине I²C, сохраняя выводы ввода / вывода для других функций, сохраняя при этом приемлемую пропускную способность. Чем меньше контактов ввода / вывода вы используете, тем меньше, дешевле и энергоэффективнее вы получаете. Кроме того, гораздо проще отслеживать два провода вокруг платы, чем две шины шириной 8/16/32 бита, с соответствующими проблемами ЭМС и т. Д. И т. Д.

Джон У
источник
Если процессору необходимо использовать шину памяти для доступа к своей основной памяти, и если эта шина памяти достаточно медленная, чтобы емкостная загрузка не представляла особой проблемы, сопряжение параллельной EEPROM, предназначенной для записи «в системе», приведет к во многих случаях проще и дешевле, чем в последовательном. Сигналы декодирования адреса часто генерируются группами по восемь, и если у одного имеется резервный сигнал декодирования адреса, добавление параллельной EEPROM может потребовать нулевой дополнительной схемы.
суперкат
Загрузочная память ПК является довольно необычным приложением, хотя интересным аспектом является то, что некоторые процессоры имеют настраиваемые шины и имеют достаточно кэш-памяти для хранения значительного объема кода без использования основной внешней шины. Если процессор может загрузить некоторый исходный код, прежде чем он будет использовать внешнюю шину, этот код может затем настроить характеристики шины в соответствии с конфигурацией физического оборудования.
суперкат
9

Не забывайте, что есть «дом на полпути» под названием SQI. Это последовательный интерфейс с несколькими параллельными битами (он обозначает Serial Quad Interface ).

С точки зрения протокола это то же самое, что и работа с обычным последовательным интерфейсом, но вместо того, чтобы передавать только один бит за такт, можно передавать 4 бита за раз. Вместо одного устройства данных / часов или схемы din / dout / clock у него есть 4 вывода данных и один такт. Это дает 4-кратную пропускную способность обычного последовательного интерфейса и не требует много дополнительных выводов. На самом деле многие флэш-чипы SPI также могут работать в режиме SQI, не требуя больше, чем существующие 8 контактов, которые у них уже есть. Значительное увеличение скорости без какого-либо увеличения недвижимости.

SQI становится популярным интерфейсом для более быстрой загрузки программ из внешних флеш-чипов - не только используется для простых микроконтроллеров, но и теперь часто используется для загрузки BIOS ПК, особенно ноутбуков, где пространство является реальной проблемой.

Majenko
источник
Вау. Об этом я не слышал.
Арпит
SQI будет предлагать 4-кратную пропускную способность последовательной флэш-памяти при последовательном извлечении данных, но параллельная флэш-память шириной 8 битов может все же быть на порядок быстрее, если каждый байт из множества «случайных» местоположений будет на порядок быстрее.
Суперкат
6

Низкое количество выводов на самом устройстве, вероятно, менее важно, чем экономия на MCU или FPGA, к которой вы его подключаете.

Поиск 8 выводов данных, а также множество других адресов, выбор и включение выводов означают гораздо больший пакет и, вероятно, также большие затраты для MCU.

Брайан Драммонд
источник
2

В то время как параллельные чипы EEPROM быстрее и менее сложны для связи, последовательные чипы дешевле в аппаратном плане, так как они требуют меньше контактов, энергии и проводов / цепей.

Джеймс Гейм
источник
2

Просто ради ухмылки, скажем, у меня в самолете есть старомодная двухсторонняя радиостанция с 16 доступными частотами, которые можно выбирать из кабины, где находится блок управления.

На корме где-то находится передатчик-приемник с кабелем, идущим к блоку управления, который содержит, помимо прочего, 16 проводов, идущих к селекторному переключателю кабины, требуемому для выбора частоты.

Однажды, когда я разговариваю с другом, я поднимаю тему радио и спрашиваю его, нельзя ли закодировать настройки частоты кабины в четырехбитное двоичное число и отправить это число по четырем проводам (экономя 12 проводов). ) к блоку T / R, где он будет декодирован в шестнадцать сигналов, необходимых для выбора частоты.

«Конечно», говорит он, «но зачем останавливаться на достигнутом? Вместо того, чтобы посылать [четырехбитный] номер сразу, почему бы не посылать его по одному разу по одному проводу и иметь декодер на рисунке блока T / R» выбрать частоту, сохраняя 15 проводов в кабеле и 15 контактов в разъемах, соединяющих устройства? "

EM Fields
источник
1

Ниже приведены некоторые причины, по которым последовательная EEPROM предпочтительнее параллельной EEPROM.

  1. Более низкое потребление тока . Например, рабочие токи для серий 16K составляют около 3 мА; то же самое для 16K параллельных устройств составляет примерно 30 мА и выше. Таким образом, чем ниже ток, тем ниже энергопотребление.

  2. Пониженное напряжение - серийные EEPROM доступны на рынках, работающих на низком напряжении (1,8-2,5 В). Работа при низком напряжении также положительно влияет на энергопотребление.

  3. Программируемость - последовательные EEPROM легче программировать по сравнению с параллельными. Последовательные EEPROM имеют возможность и простоту программирования по одному байту за раз;

  4. Серийные EEPROM доступны в меньшем размере

  5. Нижнее число выводов

  6. Доступен по более низкой цене по сравнению с параллельными

  7. Низкие издержки и поддержка микроконтроллера

Санджив Кумар
источник
Точка 2, вероятно, случайна. Нет технической причины, по которой параллельным EEPROM понадобится высокое напряжение. Но низковольтные EEPROM ориентированы на рынок с низким энергопотреблением, и по причине 1 эти EEPROM с низким энергопотреблением оказываются последовательными.
MSalters
2
Я не уверен, что Санджив сравнивает подобные устройства здесь, если они вообще доступны. Параллельные EEPROM довольно старые, в то время как последовательные - это более современное явление, поэтому говорить о том, что 16-килограммовое устройство 1980-х годов менее эффективно, чем 16-килограммовое устройство 2015-го года, является чем-то вроде ложного сравнения, они, вероятно, используют совершенно разные технологии. ...
Джон Ю
Что такое блок для "16К"? Это 16 килобит? 16 килобайт?
Питер Мортенсен
Это 16 килобайт.
Санджив Кумар
@ Джон Это сравнение не было основано на времени. Даже если вы посмотрите на старые последовательные EEPROM, они не работают при более низких напряжениях. Это сравнение основано только на технологиях, доступных сегодня.
Санджив Кумар
-2

Никто, кажется, не упомянул другую причину для сериала.

Это быстрее. ДА, быстрее. Потому что пытаться синхронизировать все эти параллельные сигналы на высокой скорости сложно. С сериалом намного проще идти быстро. И если это недостаточно быстро, добавьте еще один канал (параллельный последовательный).

Ctrl-Alt-Делор
источник
Пожалуйста, дайте отзыв, вниз голоса без обратной связи бесполезны.
Ctrl-Alt-Delor