Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия
Шрифт:
♦ VE — то же, что и ЕЕ, VCC = 2,7 В;
♦ SF — операции Super Flash Command Register, VCC = 5 В;
♦ LF — то же, что и SF, VCC = 3 В;
♦ VF — то же, что и SF, VCC = 2,7 В;
♦ DM — Disk Media (для флэш-дисков, требует внешнего контроллера), VCC = 5 В;
♦ LM — то же, что и DM, VCC = 3 В;
♦ VM — то же, что и DM, VCC = 2,7 B;
♦ PC — PCMCIA (интерфейс и протоколы), VCC = 5
Элемент
♦ 512 — 512 Кбит (64 К×8);
♦ 010 — 1 Мбит (128 К×8);
♦ 040 — 4 Мбит (512 К×8);
♦ 080 — 8 Мбит (1 М×8);
♦ 016 — 16 Мбит (2 М×8);
♦ 032 — 32 Мбит (4 М×8).
Элемент
Микросхемы SST29EE010, 29LE010 и 29VE010, часто применяемые в качестве носителя флэш-BIOS, организованы как 1024 страницы по 128 байт с программной и аппаратной защитой. Каждая страница может быть защищена независимо от других. Временные диаграммы стирания и программирования, а также необходимое напряжение программирования генерируются внутри микросхемы. Окончание операции определяется по алгоритму Toggle Bit или Data# Polling.
Аналогичные параметры имеют микросхемы 29ЕЕ011, 29LE011, 29VE011 фирмы Winbond.
7.3.3. Энергонезависимая память с последовательными интерфейсами
Для микросхем энергонезависимой памяти малого объема, от которых не требуется высокой производительности обмена данными, часто применяют последовательные интерфейсы. Это позволяет упаковывать микросхемы памяти любого объема в корпуса, имеющие минимальное число выводов (рис. 7.23, 7.24, табл. 7.29). С таким интерфейсом выпускаются микросхемы EEPROM, FRAM и флэш-памяти. Микросхемы EEPROM и флэш-памяти выполняют внутренние операции записи автономно; о завершении выполнения операции можно судить по результатам опроса ее состояния. Более сложные микросхемы имеют блочную организацию и средства управления доступом к каждому блоку с помощью программируемых регистров состояния и внешнего вывода управления записью (программированием). Микросхемы FRAM выполняют все операции на скорости интерфейса (на то они и RAM). Существуют модификации микросхем, позволяющие блокировать запись данных пользователем в определенную область (или всю микросхему, что превращает ее в ROM). Вывод управления защитой у разных типов микросхем функционирует и называется по-разному:
Рис. 7.23. Назначение выводов микросхем EEPROM с интерфейсом I²C: а — 24Схх, б — 24F016, в — 24F128, г — X76F041
Рис. 7.24. Назначение выводов микросхем FRAM: а — FM24C256, б — FM25640
Таблица 7.29. Популярные микросхемы памяти с последовательным интерфейсом
| Микросхема | Организация | Рисунок | Примечание |
|---|---|---|---|
| 24С001, 24С01 | 16×8, 128×8 | 7.23, а | I²C. Выводы 1, 2, 3, 7 = NC |
| 24С02, 24С164 | 256×8, 2 К×8 | 7.23, а | I²C |
| 24F016 | 2
| 7.23, б | I²C |
| 24F128 | 16 К×8 | 7.23, в | I²C |
| X76F041 | 512×8 | 7.23, г | I²C |
| FM24C04, FM24C16, FM24C64, FM24C256 | 512×8, 2 К×8, 8 К×8, 32 К×8 | 7.24, а | I²C |
| FM25040, FM25160, FM25256 | 512×8, 2 К×8, 64 К×8 | 7.24, б | SPI |
Микросхемы EEPROM 24C02 с интерфейсом I²C объемом 256 байт применяются для последовательной идентификации модулей DIMM-168 второго поколения, DIMM-184 и SODIMM-144.
Кроме обычных устройств энергонезависимой памяти с интерфейсом I²C выпускают и специализированные устройства защиты (Security Devices). Например, микросхема X76F041, представляющая собой 4 блока памяти по 128 байт, имеет 64-битный регистр пароля, доступный только по записи. Обращение к микросхеме возможно только при предъявлении правильного пароля (который считать невозможно в принципе). Программируемый управляющий регистр (тоже энергонезависимый) позволяет для каждого блока установить свой режим доступа (полный доступ, только чтение, возможность только обнуления бит при записи, доступ только по предъявлении пароля конфигурации). Кроме того, есть возможность включения режима саморазрушения после превышения количества попыток доступа с неверным паролем. Такие устройства могут применяться в аппаратных ключах, защищающих программные средства от несанкционированного исполнения и пиратского копирования.
Последовательные интерфейсы памяти имеются на специальных устройствах- программаторах и копировщиках; их имеют многие модели микроконтроллеров, а там, где нет специальных аппаратных средств, они могут быть легко реализованы программно, занимая несколько бит портов общего назначения. В IBM PC может присутствовать внутренний интерфейс I²C для считывания последовательных идентификаторов модулей памяти (в виде шины SMBus, см. п. 11.1.3). Последовательный интерфейс памяти используется во многих микросхемах программируемой логики (например, в популярных устройствах FPGA фирмы Altera), применяемых в различных устройствах, включая карты расширения PC. Эти микросхемы при инициализации (по включению питания, сбросу) сами «засасывают» описание своей конфигурации (или программное обеспечение) с рядом стоящей микросхемы энергонезависимой памяти. Внешние последовательные интерфейсы, в которых нуждаются разработчики и изготовители электронной аппаратуры с последовательной памятью, могут быть реализованы программно, с использованием несложных адаптеров для LPT-порта.
Для микросхем памяти часто применяют интерфейсы I²C, SPI (Microwire) и иные «безымянные», называемые просто 2-, 3- и 4-проводными (считаются только сигнальные линии, общий провод подразумевается). Некоторые из этих интерфейсов являются собственными изобретениями разработчиков микросхем памяти (необходимые сведения обычно имеются в информационных листках), здесь же остановимся на наиболее популярных.
Широко распространенный двухпроводный интерфейс I²C (см. п. 11.1.1) обеспечивает невысокую скорость передачи (до 100 или 400 Мбит/с).
Диаграмма обмена данными с памятью по интерфейсу I²C приведена на рис. 7.25. Выполнив условие Start, ведущее устройство передает байт, содержащий адрес устройства, и признак операции