Por que a EEPROM serial é preferível à EEPROM paralela?

Na página da EEPROM na wikipedia: http://en.wikipedia.org/wiki/EEPROM , é indicado que "os dispositivos EEPROM paralelos normalmente têm um barramento de dados de 8 bits e um barramento de endereço amplo o suficiente para cobrir a memória completa" e também "A operação de uma EEPROM paralela é simples e rápida quando comparada à EEPROM serial". Nesse caso, por que as EEPROMs seriais estão se tornando mais populares que a EEPROM paralela?

É muito simples. Número de pinos e custo da embalagem.

Os dispositivos EEPROM são usados ​​principalmente para armazenar dados paramétricos ou constantes de caracterização para um dispositivo. O cenário típico é escrever muito raramente e ler normalmente uma vez cada vez que o dispositivo host é inicializado. Para esse tipo de aplicativo, os tempos de gravação relativamente lentos da EEPROM são pouco preocupantes. E o tempo de leitura para carregar no máximo alguns K-bytes de dados de um dispositivo serial (SPI ou I2C) normalmente não é um impacto excessivo no tempo.

Há outro fator que influenciou a popularidade dos dispositivos seriais em relação aos dispositivos paralelos. Essa tem sido a migração de dispositivos MCU de unidades mais antigas de microprocessadores com barramentos paralelos para os tipos modernos muito mais predominantes que possuem toda a memória de armazenamento de programa e memória de dados embutida no chip. Muitas vezes, não há mais uma opção de barramento paralelo diretamente disponível. E, na maioria das aplicações, há muito pouco interesse em usar dezenas de pinos para atingir um periférico paralelo.

Nos primeiros dias, os fios eram baratos e os transistores eram caros. Hoje em dia é o contrário. Por isso, quase tudo é feito em série.

Nos primeiros dias, os chips não eram muito sofisticados e uma CPU ligava e lia a primeira coisa que encontrava no barramento de memória no endereço inicial, de modo que as EEPROMs paralelas efetivamente imitavam a DRAM que estava pendurada no barramento.

Hoje em dia, a RAM DDR está gritando com gigahertz em enormes ônibus largos, fazer um chip flash que pudesse pendurar no mesmo barramento seria proibitivamente caro e sem sentido quando as CPUs modernas têm inteligência interna suficiente (graças a transistores pequenos e baratos) para inicialize com o flash I²C / SPI .

Nos micros, hoje em dia o programa flash e a RAM geralmente são internos ao dispositivo. O armazenamento externo como EEPROM pode ficar suspenso em um barramento de I²C, economizando pinos de E / S para outras funções, mantendo um rendimento aceitável. Quanto menos pinos de E / S você usar, menor, mais barato e mais eficiente em termos de energia. Além disso, é muito mais fácil rastrear dois fios ao redor de uma placa do que dois barramentos de 8/16/32 bits, com os problemas associados da EMC, etc., etc.

Não esqueça que existe uma "casa de recuperação" chamada SQI. Essa é uma interface serial de múltiplos bits paralelos (significa Interface Quad Serial ).

Do ponto de vista do protocolo, é o mesmo que trabalhar com uma interface serial normal, mas, em vez de apenas um bit ser transferido a cada relógio, 4 bits podem ser transferidos de uma só vez. Em vez de um único arranjo de dados / relógio ou din / dout / relógio, ele possui 4 pinos de dados e um relógio. Isso fornece 4x a passagem de uma interface serial normal e não requer muito mais pinos. De fato, muitos chips flash SPI também podem ser executados no modo SQI sem exigir mais do que os 8 pinos existentes que eles já possuem. Um aumento significativo na velocidade sem aumento no setor imobiliário.

O SQI está se tornando uma interface popular para carregamento mais rápido de programas a partir de chips flash externos - não apenas usados ​​para microcontroladores simples, mas também agora frequentemente usados ​​para inicializar o BIOS de PCs, especialmente laptops, onde o espaço é uma preocupação real.

A baixa contagem de pinos no próprio dispositivo é provavelmente menos importante do que a economia no MCU ou FPGA ao qual você o conecta.

Encontrar 8 pinos de dados, além de muitos outros endereços, selecionar e ativar pinos significa um pacote muito maior e provavelmente também mais despesas para o MCU.

Embora os chips EEPROM paralelos sejam mais rápidos e menos complicados de se comunicar, os seriais são mais baratos em termos de hardware, pois exigem menos pinos, energia e fios / circuitos.

Apenas para sorrisos, digamos que eu tenha um rádio bidirecional antigo no meu avião, com 16 frequências disponíveis e selecionáveis ​​no cockpit, onde a unidade de controle reside.

Em algum lugar atrás, está a unidade transmissora-receptora com um cabo que passa para a unidade de controle que contém, entre outras coisas, os 16 fios que passam pela chave seletora da cabine necessária para fazer a seleção de frequência.

Um dia, ao conversar com um amigo, trago o assunto do rádio e pergunto se não seria possível codificar as configurações de frequência da cabine em um número binário de quatro bits e enviá-lo por quatro fios (economizando 12 fios ) para a unidade T / R, onde seria decodificado nos dezesseis sinais necessários para fazer a seleção de frequência.

"Claro", ele diz, "mas por que parar aí? Em vez de enviar o número [de quatro bits] de uma só vez, por que não enviá-lo um pouco de cada vez por um único fio e ter o decodificador na figura da unidade de T / R a frequência selecionada, economizando 15 fios no cabo e 15 pinos cada nos conectores que conectam as unidades? "

Abaixo estão alguns motivos pelos quais a EEPROM serial é preferível à EEPROM paralela.

1. Menor consumo de corrente . Por exemplo, as correntes de operação para as séries de 16K são de cerca de 3 mA; o mesmo para dispositivos paralelos de 16K é de aproximadamente 30 mA e acima. Portanto, quanto menor a corrente, menor o consumo de energia.

2. Tensão mais baixa - EEPROMs seriais estão disponíveis nos mercados que operam em baixas tensões (1,8-2,5 V). A operação de baixa tensão também tem um efeito positivo no consumo de energia.

3. Programabilidade - EEPROMs seriais são mais fáceis de programar do que em paralelo. EEPROMs seriais têm a capacidade e facilidade de programar um byte de cada vez;

4. EEPROMs seriais estão disponíveis em dimensões menores

5. Menor contagem de pinos

6. Disponível a um preço mais baixo em comparação com os paralelos

7. Baixo overhead e suporte do microcontrolador

Parece que ninguém mencionou outro motivo para a série.

É mais rápido. SIM, mais rápido. Porque é difícil tentar manter todos esses sinais paralelos sincronizados em alta velocidade. É muito mais fácil ir rápido com o serial. E se isso não for rápido o suficiente, adicione outro canal (serial paralelo).