SPI廣泛用于將微控制器連接到嵌入式系統(tǒng)中的外設(shè)和存儲(chǔ)設(shè)備。特別是，它經(jīng)常用于存儲(chǔ)可執(zhí)行代碼的串行NOR閃存。

設(shè)計(jì)穩(wěn)定性在嵌入式設(shè)計(jì)中至關(guān)重要，復(fù)位的使用是從運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤中恢復(fù)的強(qiáng)大工具。然而，由于存儲(chǔ)器制造商開(kāi)發(fā)的更小的封裝無(wú)法支持專(zhuān)用硬件復(fù)位引腳，因此復(fù)位引腳面臨壓力。值得慶幸的是，對(duì)于支持新JEDEC JESD252標(biāo)準(zhǔn)的串行閃存器件來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在這個(gè)問(wèn)題已經(jīng)不那么嚴(yán)重了，該標(biāo)準(zhǔn)定義了一種不需要專(zhuān)用復(fù)位引腳的復(fù)位機(jī)制。

電子系統(tǒng)中瞬態(tài)錯(cuò)誤有許多潛在原因，包括信號(hào)完整性問(wèn)題和背景輻射，這些原因可能會(huì)損壞存儲(chǔ)器，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)和編程錯(cuò)誤。這些是可能導(dǎo)致常見(jiàn)問(wèn)題的失敗：“您是否嘗試過(guò)將其關(guān)閉并再次打開(kāi)？這可能只會(huì)給消費(fèi)類(lèi)設(shè)備帶來(lái)不便，但成為嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的主要問(wèn)題。

這些系統(tǒng)需要以最小的停機(jī)時(shí)間連續(xù)運(yùn)行。通常，它們無(wú)法訪問(wèn)，因此它們需要能夠在沒(méi)有人為干預(yù)的情況下從故障中恢復(fù)。這樣的系統(tǒng)通常已經(jīng)使用自檢機(jī)制，如看門(mén)狗定時(shí)器，以檢測(cè)故障并采取糾正措施，但這并不總是足夠的。

設(shè)計(jì)工程師將確保所有器件在上電時(shí)都設(shè)置為已知狀態(tài)。但是，軟復(fù)位也可以是錯(cuò)誤恢復(fù)策略的一部分，因此整個(gè)系統(tǒng)能夠復(fù)位組件和子系統(tǒng)非常重要。

重置串行閃存

串行外設(shè)接口（SPI）廣泛用于將微控制器連接到嵌入式系統(tǒng)中的外設(shè)和存儲(chǔ)設(shè)備。特別是，它經(jīng)常用于存儲(chǔ)可執(zhí)行代碼的串行NOR閃存。

圖 1： SPI 接口

最初的SPI規(guī)范在每個(gè)方向上只有一根數(shù)據(jù)線(xiàn)。這太慢了，無(wú)法直接從串行存儲(chǔ)器支持高性能代碼執(zhí)行。這意味著代碼必須先復(fù)制到SRAM才能運(yùn)行，從而增加了啟動(dòng)時(shí)間并增加了系統(tǒng)成本。

為了提高原始SPI規(guī)格的帶寬，可以使用四個(gè)或八個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，從而允許在每個(gè)時(shí)鐘周期傳輸更多的數(shù)據(jù)位。這些擴(kuò)展的 SPI （xSPI） 接口由 JEDEC 在 JESD251 中定義。

現(xiàn)代八進(jìn)制 xSPI 存儲(chǔ)器（如 Adesto EcoXiP 系列）可提供直接從串行存儲(chǔ)器執(zhí)行代碼所需的性能，這種技術(shù)稱(chēng)為就地執(zhí)行 （XiP）。這提供了高性能并支持即時(shí)啟動(dòng)，同時(shí)將功耗降至最低。它還減少了所需的SRAM量，從而降低了系統(tǒng)成本。

在系統(tǒng)故障的情況下，串行存儲(chǔ)器可能需要在恢復(fù)過(guò)程中重置。然而，制造商面臨壓力，要求生產(chǎn)更小、成本更低的封裝，引腳數(shù)減少，這意味著許多串行存儲(chǔ)器沒(méi)有復(fù)位引腳，或者，如果它們有復(fù)位引腳，它可能會(huì)與另一個(gè)功能多路復(fù)用，使其難以使用。標(biāo)準(zhǔn) JESD252 中定義的新型 JEDEC 串行閃存復(fù)位協(xié)議無(wú)需專(zhuān)用復(fù)位引腳即可控制復(fù)位功能。

JESD252不使用復(fù)位引腳，而是使用SPI信號(hào)（時(shí)鐘、芯片選擇和串行數(shù)據(jù)）來(lái)傳輸迫使目標(biāo)器件自行復(fù)位的序列。在復(fù)位序列期間，時(shí)鐘信號(hào)保持低電平，以區(qū)分復(fù)位事務(wù)與正常SPI命令，并防止發(fā)送任何SPI命令，使用芯片選擇信號(hào)作為目標(biāo)器件的時(shí)鐘。指定的轉(zhuǎn)換序列在數(shù)據(jù)引腳上傳輸，以防止噪聲引起的錯(cuò)誤復(fù)位。

Adesto 出貨了第一款支持 JESD252 的串行 NOR 閃存，其 EcoXiP 也提供，該接口具有八通道 SPI 接口，可提供比四通道接口更高的性能。通過(guò)執(zhí)行順序指令提取進(jìn)一步優(yōu)化了執(zhí)行性能，而無(wú)需為每次讀取發(fā)送地址。EcoXiP 還具有降低功耗和提供更高安全性的功能。

構(gòu)建更好的設(shè)計(jì)

使用 XiP，您將能夠以更低的功耗和成本提供所需的性能。雖然XiP需要在微控制器上具有兼容的存儲(chǔ)器接口，但越來(lái)越多的制造商正在增加對(duì)此的支持。通過(guò)指定支持JESD252串行復(fù)位協(xié)議的串行閃存器件，您將能夠開(kāi)發(fā)更可靠、更穩(wěn)定的產(chǎn)品，從而提高客戶(hù)滿(mǎn)意度。

審核編輯：郭婷