将电源控制电路集成到内存设备本身和允许主设备控制的权力模式通过串行flash SPI。
保罗·希尔和戈登·马克尼
低功耗设计,设计者之间的选择选择低功率组件或关闭周边设备的能力。考虑到非易失性闪存的选择时,设计师这两个选择,每一种都有其优点和缺点从系统操作、功耗和可靠性的观点。然而,还有另一个低功率解决方案的好处是简化系统设计和提高可靠性。
典型的设计使用外部闪存
尽管单片机(MCU)设备的扩散与嵌入式flash和大量的低功耗模式,他们可以操作,越来越多的系统仍然需要一个外部的芯片上的flash闪存设备补充扩张的原因。无线下载(OTA)更新,数据采集、用户配置文件,和其他应用程序所有的贡献。
对于许多基本应用程序,一个典型的设计如图1所示是一个可接受的解决方案。
图1:一个典型的设计使用一个外部闪存
在这个解决方案中,不断提供给闪存设备。当串行闪存芯片选择信号(/ CS)不是断言和记忆是在待机模式,待机电流通常是关于~ 10 ~ 20 ua ua。还有一个选项来深断电进入受命令驱动模式,这样可以减少备用电源更典型的~ 2 ua - ~ 5 ua。
然而,在其他系统中,如能量收获或小电池供电的设备,甚至2 ua可能仍然是过高电流消耗值。很少,如果flash访问或很少使用,2 ua备用长时间可能代表过度消耗电力供应和能源储备,降低整体电池/系统操作的生活。
外部flash与简单的功率切换控制电路
提高系统电池寿命,设计师通常实现一个简单的功率切换控制电路如图2所示。闪存设备的电源管理软件控制通过一个备用单片机GPIO销,这样串行flash是只在需要时提供动力。
图2:串行flash外部电源控制电路
不要太安逸了!
MOSFET的包含完全关掉串行存储器VCC将减少内存的备用电源为零,但是MOSFET本身有一个潜在的泄漏电流和漏极电流,在某些情况下1.5 ua,只有500 na比记忆在正常待机2 ua。
可靠性问题
解决方案利用外部场效应晶体管或LDO控制门管理权力外围设备VCC销越来越普遍;然而,这也需要一个额外的单片机GPIO销。
更重要的是,必须注意当多个外围设备共享一个共同的SPI总线和个人设备切换VCC别针。
在配置如图2所示,如果VCC flash是关闭和VCC = 0 v,继续访问其他SPI控制设备(例如DAC / ADC /显示)的SPI总线将导致总线信号也出现在串行flash SPI别针。
在这个场景中,高VCC外围SPI总线别针在VCC flash(或其他设备)是在零将导致I / O保护二极管在正向偏压,和设备可能会抽运功率通过I / O引脚。这可能会导致短期或长期的可靠性和操作问题的担忧。
所有其他设备的情况下可能会启动而flash是关闭的,寄生电容也应该最小化,这样的电压在任何销上的电压不超过VCC销。另外,设计师可以考虑更麻烦的解决方案,并添加一个单独的SPI总线串行存储器,VCC可以小心关闭。硬件和软件设计和实现能够克服这些挑战和问题。然而…
对于超断电(UDPD)选项
…一个更有效的解决方案是通过将功率控制电路集成到内存设备本身和允许主设备(单片机)控制的权力模式通过SPI串行闪存命令接口。这可以节省的销用于其他目的。参见图3。
好处这个解决方案是:
图3:连续内存功率控制在内部管理和通过SPI命令接口驱动的
额外的好处这个解决方案是:
Adesto融合,FusionHD (AT25XExxx)和DataFlash (AT45DBxxxE / F)闪存设备提供这种超深断电模式除了备用和深断电模式。备用和深度断电导致当前消费模式类似于或低于其他行业标准闪存设备。
超深断电模式的静态电流降至不到200 na融合,100 na FusionHD DataFlash少于400 na。
使用超深断电
实现UDPD模式很简单。详细说明了应用注AN111。
结论
选择合适的低功耗内存可以是一个关键系统能量收获或小型电池供电设备的设计因素。理解和管理组件之间的相互作用在你的SPI总线也是至关重要的,提高功能性和可靠性。通过考虑内存是如何实现在实际系统中,Adesto串行闪存解决方案提供设计师选择简化设计,降低风险,提高可靠性和节省外部组件,大大简化了电路,降低比尔的材料成本。
戈登·马克尼EMEA应用经理Adesto技术。
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