Szeregowa pamięć EEPROM z interfejsem I²C 3,4 MHz i fabrycznym numerem seryjnym

I²C i SPI to dwie najczęściej używane magistrale komunikacji szeregowej w systemach embedded, z których każda ma swoje wady i zalety. SPI jest z natury szybszym protokołem, którego wadą są większe koszty i ograniczona skalowalność. Aby wypełnić lukę pomiędzy standardami I²C i SPI w szeregowych pamięciach EEPROM, firma Microchip wprowadziła pierwszą dostępną komercyjnie tego typu pamięć z interfejsem I²C, obsługującą szybkość transmisji danych 3,4 Mbps, co czyni ją najszybszą tego typu pamięcią dostępną obecnie na rynku.

Dotychczas szeregowe pamięci EEPROM z interfejsem I²C pracowały z częstotliwością taktowania ograniczoną do 1 MHz, która niekiedy okazywała się niewystarczająca, zwłaszcza w aplikacjach wymagających pamięci o dużej pojemności. Projektanci wymagający szybszych pamięci EEPROM stosowali więc wersje z interfejsem SPI, mogącym pracować z częstotliwością taktowania do 20 MHz, co jednak wiązało się z większą o 30% ceną, mniejszą odpornością na szumy oraz mniejszą skalowalnością i większą złożonością obwodu.

Pamięci I²C EEPROM nowej rodziny 24CS firmy Microchip są od 3x do 4x szybsze od wcześniejszych wersji. Nadają się do zastosowań w aplikacjach wymagających szybkiego transferu danych, a równocześnie łatwej implementacji i niskiej ceny podzespołów. Obecnie na rynek wchodzi pierwsza wersja o pojemności 512 Kb (ozn. 24CS512).

W przypadku aplikacji wymagających wielu różnych układów podłączonych do magistrali, interfejs SPI wykazuje problem ze skalowalnością, ponieważ każdy układ wymaga oddzielnej linii I/O z mikrokontrolera do wejścia Chip Select. Więcej linii I/O wymaga konieczności zastosowania większego i droższego mikrokontrolera. W przypadku interfejsu I²C problem ten nie występuje, dzięki czemu możliwe jest podłączenie do magistrali wielu układów współdzielących te same dwie linie zegara i danych. Jest to kluczowym czynnikiem, gdyż obecne projekty stają się coraz bardziej złożone i wymagają dużej liczby współpracujących układów.

Pamięć 24CS512 ułatwia zarządzanie danymi dzięki programowej ochronie przed zapisem, blokowanej stronie ID (lockable ID) oraz wstępnie zaprogramowanemu 128-bitowemu numerowi seryjnemu. Tradycyjne EEPROMy z interfejsem I²C wykorzystują sprzętową ochronę przed zapisem, która umożliwia blokowanie lub odblokowywanie całej matrycy pamięci wyłącznie za pomocą zewnętrznego wyprowadzenia, co poważnie ogranicza możliwe sposoby ochrony danych. 24CS512 zachowuje tę przestarzałą funkcję, ale równocześnie dzieli pamięć na 8 stref z możliwością indywidualnego zabezpieczenia przed zapisem ich dowolnej kombinacji za pomocą oprogramowania. Układ umożliwia ponadto zabezpieczanie jeszcze mniejszej przestrzeni danych za pomocą blokowanej strony ID. Lockable ID to 128-bajtowa przestrzeń pamięci oddzielona od głównej matrycy. Jest przeznaczona do przechowywania ustawień kalibracji, danych produkcyjnych, adresów MAC oraz innych informacji identyfikujących, które można zaprogramować, a następnie ustawić w tryb tylko do odczytu. Dodatkowo, każdy egzemplarz 24CS512 ma zaprogramowany fabrycznie unikalny 128-bitowy numer seryjny, który może być wykorzystany np. jako identyfikator produktów końcowych.