使用EEPROM，其实就这五招！

昵称18548705 2016-01-26

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EEPROM是市面上使用最广的非易失性存储器之一，使用EEPROM注意设计细节，可以避免如读写时序不正确，导致EEPROM兼容性不好，芯片上电异常以及芯片损坏等问题，提供电子产品的可靠性。

具备易于使用、低成本特性的串行EEPROM是发展历史非常悠久的一种非易失性存储器。由于其可编程特性,加上能以非常低的成本获得,目前,几乎在每一种电子产品中都可见到EEPROM的身影。

根据一项统计,全球每年的串列EEPROM产量大约有50亿个单元,出货量相当惊人,是目前业界使用最普遍的非易失性存储器之一。目前,串行EEPROM器件凭借着易于使用的特性,已广泛被各种电子产品所采用。

不过,EEPROM器件本身也具有许多区别,根据不同的容量、接口协议、电压和温度范围等特性,其应用领域也各不相同。在从汽车到医疗到消费类电子产品等各种应用中,所采用的EEPROM器件也有相当程度的差异。

对大部份设计工程师而言,在设计中采用EEPROM是必要且基本的,但为了因应目前各种电子产品对性能所提出的越来越高的要求,相关器件在设计上也产生了一些必须注意的地方。本文主要针对串行EEPROM器件的使用提出一些设计建议,为相关设计工程师提供参考。

应该在设计中加入

1．为应用选择合适的接口协议。最常用的协议是I2C、SPI 和 Microwire,它们各有优缺点,应根据应用的具体要求予以选择。

2．使用可靠性高的设计技术。这包括参考制造商推荐的关于去耦电容大小和上拉/下拉电阻值的使用指南。不要把串行EEPROM VDD的引脚连接到微控制器上的某个输出引脚上,这样做你没有节省太多电流,当在写周期时断电反而会引起不必要的麻烦。

3．在对EEPROM进行编程烧片时，应该尽量选择专业的烧录工具如致远电子的SmartPRO 6000F，该编程器不但烧录速度快，而且兼容性能强，市面上各大半导体公司的EEPROM已经Flash都可以烧录。这样既可以便捷开发芯片，提高烧录效率，更能避免由于软件不兼容导致芯片读写出错的问题。

4．利用微控制器上的硬件接口外设,比如SPI 或 I2C端口。这可以简化代码开发,而且一般会因代码更加紧凑而使应用速度更快,从而给增加其它功能留下空间(还能最大限度地降低微控制器的成本)。

5. 为了由于静电损坏EEPROM，提高产品的可靠性，最好EERPOM芯片中加入ESD保护器件。

不应该该在设计中加入

1．减慢写入速度。使用产品可能具有的页写入(page-write)功能,这会通过下载数据页面并初始化写周期(从16 字节直到 256字节)使数据页立即被写满。页面上的所有字节都同时被写入。

2．不保护串行EEPROM器件。利用硬件写保护引脚、写操作禁用命令、块保护和其他技术来防止意外的批写入。

3．误认为串行EEPROM在控制器工作时会停止工作。大多数串行EEPROM都被设计为在低于1.8V的典型低电压下执行一个写操作。比如,如果微控制器的电压低于2.5V,控制器芯片的工作将不规律,执行无计划的代码或写指令,而串行EEPROM器件可能把那些命令解读为有效并执行它们,这时就可能发生数据崩溃。系统设计时,需注意在上电或断电期间控制器芯片应处于复位状态,直到系统电压稳定。

4．过度使用串行EEPROM器件,致使耗损殆尽。若串行EEPROM被写入数百万次,就有可能耗损殆尽。如果你计划对该器件频繁重写,就必须了解它的耐久特性。耐久性建模工具,比如Microchip的总耐久性软件(Total Endurance software),有助于对计划写入次数后可能产生的产品质量问题进行预估。如果芯片擦除和写入次数超过百万次，应该选择不限制读写次数的MRAM替代EERPOM。