EEPROM 的结构与使用方法
3.6 并行 EEPROM
①从 SCL 成为高电平到 SDA 成为高电平的时间(tCHDH);
②从 SDA 成为高电平到 SDA 成为低电平重新生成开始条件的时间(tDHDL)。
这两个时间分别为 600ns 和 1.3μs。在数据传输等过程中,SDA 与 SCL 的交互操作需要不到 2μs 的时间,而从开始条件到结束条件,只有 SDA 的操作是连续的,所以存在未满足 1.3μs 这一规定的可 能性。因此,可在 SDA 成为高电平之后需要在哑元的 I/O 存取上争取时间,可在同一数据 2 次写人时 争取时间。
▲ 数据存取时间/保持时间
进行读操作时,EEPROM的数据是在SCL的下降时被开始输出的。在开始输出之前,SDA上保持着上 回传输的数据,确保这一数据的时间就是tCLQX,确保新的数据被确定之前所需要的时间是tCLQV。tCLQX 最小为 200ns;tCLQV最小为 200ns,最大为 900ns,所以从SCL成为低电平到在ISA总线等的I/O读周 期上读出数据为止,感觉其中时间还是非常紧张的。在此之间最好插入哑元周期。
3.6 并行 EEPROM
作为并行 EEPROM 的实例,我们举出 ST MicroElectronics 公司 1MB 的 M28010 来进行说明。DIP 式的引脚配置如图所示:与 AMD 闪速存储器命名信号名称的方式不同,DU 等同于 NC,其他/W,/G,/E 分别等同于/WE,/OE 和/CE。我们知道引脚配置本身具各兼容性。
图 M2801O 的引脚配置
并行 EEPROM 的内部也同闪速存储器一样,包括获得高电压用于替换的升压电路以及对内部单元 的写入控制电路。写人操作可以针对任意地址,与闪速存储器相同,在从 CPU 端进行写人操作到内部 的替换操作结束.需要一定的时间。因此,和闪速存储器一样,如果在替换中要求读取数据,则将读 出状态值,根据这个特点可以判断替换操作是否已完成。还有一个相同点就是可以汇总对同一页的替 换进行处理。
与闪速存储器较大的不同之处在于以下两点:
①写人操作只要简单地写即可;
②写保护功能没有特殊的电压控制也可利用。
虽然闪速存储器可以写入任意的地址,但为了进行写入操作,必须发出多次指令序列。与此相对 应,只要 EEPROM 没有被执行保护功能,就可以对该地址进行写人操作。
但是,像这样简单进行的写人操作,反过来可具有因电气异常而导致误替换的危险性。为此,EEPROM 也要具各写保护功能,以避免不经意的替换。
●3.6.1 M28010 的信号
我们在了解 M28010 的操作之前,先简单介绍各种信号。
▲ A0~A16(Address Input,地址输入)
这是地址总线,由这些引脚指定进行写人/读取操作的地址。
▲ DQ0~DQ7(Data Input/Output,数据输入/输出)
这是双向数据总线。进行数据读操作时,如果/E 和/G 都有效,则在这些引脚上将输出数据;
而在进行写操作时,在这些引脚上事先设置数据,如果/E 和/W 都有效,则数据将锁存于存储器中。
▲ /E(Chip Enable,芯片使能)
这是片选信号,该引脚无效时,忽略/W 和/G 等。
▲ /W(Write Enable,写使能)
写人数据及主机赋予指令时,/W 与/E 信号都有效。在/E 和/W 都有效之后,无论使哪个信号 无效,数据都将被提取到内部。
▲ /G(Output Enable,输出使能)
这是数据输出使能引脚。在进行存储器读/写操作之后的状态读操作时,/G 与/E 都有效。
●3.6.2 基本的存取操作
M280l0 基本的存取过程与闪速存储器完全相同,只包括对器件的读操作及写操作两种。擦除以及 保护功能等可以通过写操作发出一系列的指令序列来进行。
▲ 读操作
EEPROM 的读操作如图 1 所示。注意事项与闪速存储器的基本相同,因此这方面请参考闪速存储 器的注意事项。赋予地址,使/E 和/G 有效,然后等待一定时间后出现数据。这样,主机提取该数据,
然后使/E 和/G 无效,结束存取周期。
图 1 EEPROM 的读操作
因为与串行 EEPROM 不同,它不与时钟同步运行,所以需要参考数据手册中的存取时间等,设计成 在只经过认为数据确实被确定的时间后,主机再进行数据读操作。虽然不必太介意像 ISA 总线那样的 低速总线,但像目前的处理器那样,如果外部总线的操作较快,则在外部需要增加让 CPU 等待的电路,
以调整时序。
▲ 写操作
EEPROM 的写操作也与闪速存储器相同,包括利用/W 信号控制(/W 写控制)和利用/E 信号控制
(/E 写控制)两种方法,图 2 和图 3 简单说明了这两种方法的操作。
图 2 EEPROM 的写操作(1)(/w 写控制)
图 3 EEPROM 的写操作(2)(/E 写控制)
无论哪种方法,在/E 或/W 延迟有效的下降沿,地址被提取,而在提前无效的一方的上升沿,数据 被提取。
●3.6.4 状态寄存器
与闪速存储器相同,EEPROM 一旦开始向芯片的写人操作,则存储器单元将与外部总线分离,对于 其间的读取操作将返回状态。M28010 的状态寄存器如图所示。下面我们说明这些引脚的作用。
图 M28010 的状态寄存器
▲ 位 7:DP(Data Polling)
▲ 位 5:PLTS(Page Load Timer Status)
前面曾经叙述过,EEPROM 可以连续进行同一页的写入操作。这样的页面写是在从一次写操作到
▲ 位 0:SDP(Software Data Protection)
根据软件数据保护机制,该位表示是否进行了保护操作。该位如果是“1”,则为保护状态;如 果是“0”,则为保护解除状态。