Już przy konstruowaniu pierwszych systemów mikroprocesorowych pojawił się problem długotrwałego przechowywania danych. Układy RAM świetnie sprawdzające się w roli pamięci operacyjnej z oczywistych powodów nie nadawały się do trwałego magazynowania danych – ich zawartość była tracona bezpowrotnie wraz z zanikiem napięcia zasilającego. Nadzieją były pamięci EEPROM i Flash. Prace nad nimi prowadzą od lat najwięksi dostawcy elementów półprzewodnikowych, m.in. Microchip.
Technologia produkcji pamięci RAM (Random Access Memory) była dobrze opanowana w czasach, gdy powstawały pierwsze systemy mikroprocesorowe, brakowało natomiast pamięci, która mogłaby być zapisywana przez procesor, i której zawartość nie ulegałaby skasowaniu po wyłączeniu zasilania. Koncepcji zastosowania do tego celu pamięci RAM nie odrzucono od razu definitywnie. Układy takie produkowane są w technologiach CMOS, a to pozwala zasilać je buforowo np. z baterii litowej, uzyskując tym samym w miarę bezpieczny sposób magazynowania danych, ograniczony w czasie jedynie trwałością samej baterii. Na rynku można spotkać do dziś ofertę na układy tego typu. Większość producentów skoncentrowała się jednak na technologiach całkowicie półprzewodnikowych – EEPROM i Flash, dających większe gwarancje bezpieczeństwa danych. Ich rozwijanie, przynajmniej w początkowym okresie prac, nie było jednak łatwe. Obecnie zaledwie kilka firm oferuje układy pamięciowe typu EEPROM i Flash. Najważniejsi to: Microchip, Atmel, Catalyst, ST Microelectronics i Silicon Storage. W artykule skoncentrujemy się na wyrobach Microchipa i Silicon Storage, będących w ofercie TME.
Pamięci EEPROM
Pamięć EEPROM (Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory) z racji swoich cech funkcjonalnych bardzo dobrze nadaje się np. do przechowywania parametrów konfiguracyjnych systemów mikroprocesorowych, cyfrowych nastaw wszelkiego rodzaju przyrządów itp. Stosunkowo długi czas zapisu raczej dyskwalifikuje ten rodzaj pamięci do magazynowania dużych ilości danych pozyskiwanych w czasie rzeczywistym.
Pamięć EEPROM stanowi niemal standardowy składnik zasobów wewnętrznych współczesnych mikrokontrolerów. Nadal są wykorzystywane również jako elementy zewnętrzne, dołączane do systemu przez któryś z popularnych interfejsów. Możliwość jego wyboru jest więc bardzo ważna dla użytkowników. Układy Microchipa wyróżniają się pod tym względem wśród wyrobów konkurencyjnych. Z oferty tej firmy można dobrać pamięci z interfejsami szeregowymi: UNI/O, SPI, I2C, Microwire (3-wire). UNI/O jest to własne opracowanie Microchipa, stosunkowo mało jeszcze znane. W interfejsie tym do transmisji jest wykorzystywana zaledwie jedna linia I/O. Typowy schemat dołączenia pamięci do mikrokontrolera przedstawiono na rys. 1.
Rys. 1. Schemat dołączenia pamięci EEPROM z interfejsem UNI/O do mikrokontrolera
Na uwagę zasługuje brak linii WP (Write Protect), funkcja ta jest bowiem realizowana programowo. Do przesyłania danych tylko jedną linią I/O wykorzystywany jest samosynchronizujący kod Manchester. Bardzo proste, jednoprzewodowe połączenie pozwala stosować obudowy SOT23 o zaledwie trzech wyprowadzeniach. Zaletą interfejsu UNI/O jest łatwość dołączania do mikrokontrolera wielu układów pamięci, wadą natomiast jest stosunkowo mała szybkości transmisji (częstotliwość taktowania zawiera się w przedziale 10…100 kHz). Zestawienie najważniejszych parametrów szeregowych pamięci EEPROM firmy Microchip dostępnych w TME przedstawiono w tab. 1.
Rys. 2. Schemat blokowy pamięci Flash rodziny 25VF
