02 CP AUOTSAR架构之NVM协议栈（Part2-External Devices）

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前言

外部EEPROM，全称是Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，是一种非易失性存储器，可以在断电后保存数据。汽车控制器里使用EEPROM的情况可能包括存储配置参数、故障代码、里程信息等。它在汽车控制器中扮演着至关重要的角色，其核心价值在于非易失性存储、高可靠性和灵活的数据管理，尤其在满足汽车电子严苛环境与功能安全需求方面具有不可替代性。本文以EEPROM-M95640详细了解一下相关信息。

1、功能特点

Figure1. M95640装配图

• 兼容串行外围接口(SPI)总线
• 内存分配
  • 64 Kbit（8K Bytes）的EEPROM
  • 页大小：32 Bytes
  • 按块写保护：1/4，1/2或整个内存
  • 额外写可锁页（Identification page）
• Extended temperature and voltage range
  • Up to 105 °C (V_CC from 1.7 V to 5.5 V)
• High speed clock frequency
  • 20 MHz for V_CC ≥ 4.5 V
  • 10 MHz for V_CC ≥ 2.5 V
  • 5 MHz for V_CC ≥ 1.7 V
• 写周期短，4ms内完成字节写或按页写
• 循环写次数多，25℃下能写4百万次，85℃下能写120万次
• 数据保存久，105℃下可超过50年，55℃下可超过200年

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2、功能描述

M95640-DRE是64-Kbit串行EEPROM汽车级器件，工作温度高达105°C。它们符合汽车标准AEC-Q100 2级定义的非常高的可靠性水平。M95640-DRE通过一个简单的串行SPI兼容接口访问，运行频率高达20 MHz。该存储器阵列是基于先进的真正的EEPROM技术(电可擦除可编程存储器)。M95640-DRE是字节可变存储器(8192 × 8bit)，组织为512页32字节，其中数据完整性通过嵌入的错误纠正码逻辑显著提高。M95640-DRE提供了一个额外的识别页(32字节)，其中可以读取ST设备标识。此页面还可用于存储敏感的应用程序参数，这些参数稍后可以永久锁定为只读模式。

Figure2. Logic diagram

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3、Pin脚定义

Figure3. 8-pin package connections Table1. Signal names

Signal name	Description
C	Serial Clock
D	Serial data input
Q	Serial data output
$\overline{\text{S}}$	Chip Select
$\overline{\text{W}}$	Write Protect
$\overline{\text{HOLD}}$	Hold
VCC	Supply voltage
VSS	Ground

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4、硬件设计

M95640-DRE在硬件设计上一般只使用SPI通信的四个引脚（接到MCU端），其他Pin脚接地或者接电源。Eep模块的软件设计上也就只用考虑通过SPI通信来访问M95640-DRE即可。按图Figure4. 硬件设计所示，M95640-DRE不使用写保护和Hold模式。

Figure4. 硬件设计

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5、运行特性

5-1、SPI模式

M95640-DRE支持两种SPI通信模式：

• CPOL=0, CPHA=0
• CPOL=1, CPHA=1

For these two modes, input data is latched in on the rising edge of Serial Clock (C), and output data is available from the falling edge of Serial Clock (C).

对于这两种模式，输入数据被锁定在串行时钟（C）的上升边缘上，输出数据可以从串行时钟 （C）的下降边缘获得。

Figure5. SPI modes supported

5-2、Hold模式

保持($\overline{\text{HOLD}}$)信号用于在不重置时钟序列的情况下暂停与设备的任何串行通信。当保持信号($\overline{\text{HOLD}}$