Dlaczego szeregowy EEPROM jest lepszy od równoległego EEPROM?

17

Na stronie wikipedii dla EEPROM: http://en.wikipedia.org/wiki/EEPROM podano, że „Równoległe urządzenia EEPROM mają zwykle 8-bitową magistralę danych i magistralę adresową wystarczająco szeroką, aby pokryć całą pamięć”, a także „Działanie równoległej pamięci EEPROM jest proste i szybkie w porównaniu do szeregowej pamięci EEPROM”. W takim przypadku, dlaczego szeregowe EEPROM stają się bardziej popularne niż równoległa EEPROM?

Arpith
źródło
2
Wymagają mniej pinów, a różne szyny szeregowe są bardzo powszechne w projektach. Przy nowoczesnych prędkościach prędkość łącza szeregowego jest absolutnie wystarczająca do tego, do czego są używane urządzenia EEPROM.
David
Z pewnością przy tych samych nowoczesnych prędkościach interfejs równoległy dałby znacznie lepszą przepustowość niż interfejs szeregowy?
Arpith,
1
Jasne, ale jeśli nie potrzebujesz prędkości szybszych niż serial, to po co marnować piny?
David
1
... dlatego mamy USB, a nie UPB
Chu
1
Oraz serial ATA, PCI express itp.
David

Odpowiedzi:

27

To bardzo proste. Liczba pinów i koszt opakowania.

Urządzenia EEPROM są przede wszystkim używane do przechowywania danych parametrycznych lub stałych charakteryzujących urządzenie. Typowym scenariuszem jest pisanie bardzo rzadko i czytanie zwykle raz przy każdym uruchomieniu urządzenia hosta. W przypadku tego typu aplikacji stosunkowo długi czas zapisu EEPROM nie ma większego znaczenia. A czas odczytu, aby załadować maksymalnie kilka K-bajtów danych z urządzenia szeregowego (SPI lub I2C), zwykle nie ma nadmiernego wpływu na czas.

Jest jeszcze jeden czynnik, który wpłynął na popularność urządzeń szeregowych nad urządzeniami równoległymi. Taka była migracja urządzeń MCU ze starszych jednostek mikroprocesorowych z równoległymi magistralami do znacznie bardziej rozpowszechnionych współczesnych typów, w których cała pamięć programów i pamięć danych są wbudowane bezpośrednio w układ. Często nie ma już bezpośrednio dostępnej opcji magistrali równoległej. A w większości aplikacji bardzo mało jest zainteresowania stosowaniem zestawów pinów do bit huku do równoległego urządzenia peryferyjnego.

Michael Karas
źródło
Masz na myśli, że jedynym decydującym czynnikiem są nieruchomości zajmowane przez szpilki?
Arpith,
1
@Arpith To nie jest mało znacząca uwaga. Równoległa pamięć EEPROM o pojemności 32 kilobitów wymagałaby ponad 20 pinów i odpowiednio dużego opakowania; seryjny wymaga dwóch.
Nick Johnson
1
@MichaelKaras: +1 za ostatni para za odpowiedź (nigdzie nie znalazłem tej informacji). Jakieś źródła / odniesienia, które pomogą mi dowiedzieć się więcej o typach EEPROM?
Arpith,
2
Ponadto można łączyć szeregowo urządzenia SPI i mieć wiele urządzeń I2C na magistrali, co dodatkowo oszczędza piny.
pjc50
1
Nieruchomości wymagane do trasowania dodatkowych śladów dla pakietu równoległego mogą być znaczące, są również niektóre zastosowania.
semaj
12

Na początku przewody były tanie, a tranzystory drogie. Obecnie jest odwrotnie. Dlatego prawie wszystko odbywa się szeregowo.

Na początku układy nie były bardzo wyrafinowane, a procesor włączał się i czytał pierwszą rzecz, którą znalazł na szynie pamięci pod adresem początkowym, więc równoległe pamięci EEPROM skutecznie naśladowały pamięć DRAM zawieszoną na szynie.

W dzisiejszych czasach pamięć RAM DDR krzyczy gigantami na ogromnych szerokich magistralach, dzięki czemu układ flash, który mógłby zawiesić się na tej samej magistrali, byłby zbyt drogi i dość bezcelowy, gdy współczesne procesory mają wystarczającą wbudowaną inteligencję (dzięki tanim małym tranzystorom), aby rozruch z pamięci flash I²C / SPI .

W przypadku mikroprocesorów program flash i pamięć RAM są zwykle wbudowane w urządzenie. Zewnętrzna pamięć masowa, taka jak EEPROM, może zawiesić się na szynie I²C, oszczędzając styki we / wy dla innych funkcji przy zachowaniu akceptowalnej przepustowości. Im mniej pinów I / O używasz, tym mniejszy, tańszy i bardziej energooszczędny. Ponadto znacznie łatwiej jest wyśledzić dwa przewody wokół płytki niż dwie szyny o szerokości 8/16/32-bit, z powiązanymi problemami dotyczącymi EMC itp. Itp.

John U
źródło
Jeśli procesor musi użyć magistrali pamięci, aby uzyskać dostęp do swojej pamięci głównej, i jeśli ta magistrala pamięci jest wystarczająco wolna, aby ładowanie pojemnościowe nie było szczególnym problemem, połączenie równoległej pamięci EEPROM zaprojektowanej do zapisu „w systemie” wiele przypadków jest łatwiejszych i tańszych niż łączenie w szereg. Sygnały dekodowania adresu są często generowane w grupach po osiem, a jeśli dostępny jest zapasowy sygnał dekodowania adresu, dodanie równoległej pamięci EEPROM może wymagać zerowego dodatkowego obwodu.
supercat
Pamięć rozruchowa komputera jest dość nietypową aplikacją, chociaż interesującym aspektem jest to, że niektóre procesory mają wysoce konfigurowalne magistrale i mają wystarczającą pamięć podręczną, aby pomieścić znaczną ilość kodu bez konieczności korzystania z głównej zewnętrznej magistrali. Jeśli procesor może załadować jakiś kod początkowy, zanim będzie musiał użyć zewnętrznej magistrali, kod ten może następnie skonfigurować charakterystykę magistrali w celu dopasowania do fizycznej konfiguracji sprzętowej.
supercat
9

Nie zapominaj, że istnieje „dom w połowie drogi” o nazwie SQI. Jest to szeregowy szeregowy interfejs szeregowy (skrót od Serial Quad Interface ).

Z punktu widzenia protokołu jest to tak samo jak praca z normalnym interfejsem szeregowym, ale zamiast transferu jednego bitu co zegar, można przesłać 4 bity jednocześnie. Zamiast pojedynczego układu danych / zegara lub układu din / dout / clock ma 4 piny danych i jeden zegar. Daje to 4x przepustowość normalnego interfejsu szeregowego i nie wymaga więcej pinów. W rzeczywistości wiele układów flash SPI może również działać w trybie SQI, nie wymagając więcej niż 8 istniejących już pinów. Znaczący wzrost prędkości bez wzrostu nieruchomości.

SQI staje się popularnym interfejsem do szybszego ładowania programów z zewnętrznych układów pamięci flash - nie tylko wykorzystywanym do prostych mikrokontrolerów, ale także często używanym do uruchamiania BIOS-u komputerów PC, zwłaszcza laptopów, gdzie przestrzeń jest poważnym problemem.

Majenko
źródło
Łał. Tego nie słyszałem.
Arpith,
SQI zaoferuje 4x przepustowość szeregowej błysku podczas pobierania danych sekwencyjnie, ale 8-bitowej szerokości równolegle błyskowa może wciąż być o rząd wielkości szybciej, kiedy jeden bajt każdego z wielu „przypadkowych” miejscach.
supercat
6

Niska liczba pinów na samym urządzeniu jest prawdopodobnie mniej ważna niż oszczędność na MCU lub FPGA, do którego go podłączasz.

Znalezienie 8 pinów danych oraz wielu innych adresów, wybranie i włączenie pinów oznacza znacznie większy pakiet i prawdopodobnie większy koszt dla MCU.

Brian Drummond
źródło
2

Podczas gdy równoległe układy EEPROM są szybsze i mniej skomplikowane w komunikacji, szeregowe są tańsze sprzętowo, ponieważ wymagają mniej pinów, energii i przewodów / obwodów.

James Game
źródło
2

Na szczęście, powiedzmy, że w moim samolocie mam stare radio 2-drożne z 16 dostępnymi częstotliwościami i możliwością wyboru z kokpitu, w którym znajduje się jednostka sterująca.

Gdzieś za nim znajduje się jednostka nadawczo-odbiorcza z kablem biegnącym do jednostki sterującej zawierającej, między innymi, 16 przewodów biegnących do przełącznika wyboru kokpitu wymaganych do wyboru częstotliwości.

Pewnego dnia, rozmawiając z przyjacielem, poruszam temat radia i pytam go, czy nie byłoby możliwe zakodowanie ustawień częstotliwości kokpitu na czterobitową liczbę binarną i przesłanie tej liczby czterema drutami (oszczędzając 12 drutów ) do jednostki T / R, gdzie byłby dekodowany na szesnaście sygnałów potrzebnych do dokonania wyboru częstotliwości.

„Jasne”, mówi, „ale dlaczego tam zatrzymać? Zamiast wysyłania [cztery bit] liczba wszystkich naraz, to dlaczego nie wysłać go trochę w czasie, na pojedynczym przewodem i posiadają dekoder w T / szt R rysunku wybierać częstotliwość, oszczędzając 15 przewodów w kablu i 15 pinów w złączach łączących urządzenia? "

Pola EM
źródło
1

Poniżej znajduje się kilka powodów, dla których szeregowy EEPROM jest lepszy niż równoległy EEPROM.

  1. Niższe zużycie prądu . Na przykład prądy robocze dla seriali 16K wynoszą około 3 mA; to samo dla urządzeń równoległych 16K wynosi około 30 mA i więcej. Im niższy prąd, tym niższe zużycie energii.

  2. Niższe napięcie - szeregowe pamięci EEPROM są dostępne na rynkach, które działają przy niskich napięciach (1,8-2,5 V). Praca przy niskim napięciu ma również pozytywny wpływ na zużycie energii.

  3. Programowalność - szeregowe EEPROMy są łatwiejsze do zaprogramowania w porównaniu do równoległych. Szeregowe pamięci EEPROM mają zdolność i łatwość programowania jednego bajtu na raz;

  4. Szeregowe pamięci EEPROM są dostępne w mniejszej obudowie

  5. Niższa liczba pinów

  6. Dostępne w niższej cenie w porównaniu do równoległych

  7. Niskie obciążenie mikrokontrolera i wsparcie

Sanjeev Kumar
źródło
Punkt 2 jest prawdopodobnie przypadkowy. Nie ma technicznego powodu, aby równoległe EEPROMy potrzebowały wysokiego napięcia. Jednak pamięci EEPROM niskiego napięcia są ukierunkowane na rynek małej mocy, a powodem 1 są te pamięci EEPROM o niskiej mocy szeregowe.
MSalters
2
Nie jestem pewien, czy Sanjeev porównuje tutaj urządzenia podobne do podobnych, nawet jeśli są dostępne. Równoległe eepromy są dość stare, podczas gdy szeregowe są ogólnie bardziej nowoczesnym zjawiskiem, więc powiedzenie, że urządzenie 16k z lat 80-tych jest mniej wydajne niż urządzenie 16k z 2015 roku jest nieco fałszywym porównaniem, prawdopodobnie używają zupełnie innych technologii. ...
John U
Jaka jest jednostka dla „16K”? Czy to 16 kilobitów? 16 kilobajtów?
Peter Mortensen
Ma 16 kilobajtów.
Sanjeev Kumar,
@ John This comparison was not based on time. Even if you look in to the older serial EEPROMs, they do not work at lower voltages. This comparison is only based on technology what is available today.
Sanjeev Kumar
-2

No one seems to have mentioned another reason for serial.

It is faster. YES, faster. Because trying to keep all those parallel signals synchronised at high speed is hard. It is much easier to go fast with serial. And if that is not fast enough, then add another channel (parallel serial).

ctrl-alt-delor
źródło
Please give feedback, down votes without feedback are useless.
ctrl-alt-delor