CYPRESS minniskortað aðgangur að SPI F-RAM AN229843 notendahandbók
1 Inngangur
Óstöðug Cypress SPI F-RAM minningar er hægt að nota á margvíslegan hátt. Í fyrsta lagi er leiðbeiningasett þeirra samhæft við klassískar EEPROM og Flash minningar. Þessi eiginleiki gerir forriturum kleift að stjórna F-RAM tæki eins og EEPROM eða Flash hluta með því að nota núverandi hugbúnaðarrekla.
Aftur á móti hafa F-RAM tæki RAM eiginleika og forskottages: þau er hægt að lesa og skrifa samstundis á bæti fyrir bæti án þess að þurfa að eyða eða skoða eins og Flash tæki. Háþróaðir nútíma SPI stýringar geta búið til nauðsynlegar stjórnunarraðir á flugi í vélbúnaði og stutt minniskortaðan aðgang með ábendingum. Þetta gerir raðnúmer F-RAM tæki líta út eins og venjulegt vinnsluminni fyrir forritin.
Notkunarlíkönin tvö eru kynnt og borin saman í smáatriðum í eftirfarandi köflum.
2 EEPROM/Flash Style Access
Ef raðnúmer F-RAM er notað eins og EEPROM eða Flash tæki, þá er dæmigerð stýriflæði:
- Opnaðu sérstakt tæki file
- Stilltu file móti í ákveðna stöðu
- Gefðu út les- eða skrifasímtal.
Skref 2 og 3 eru endurtekin eins oft og þörf krefur.
Að bæta F-RAM stuðningi við núverandi EEPROM/Flash rekla er venjulega einfalt. Í mörgum tilfellum er nóg að bæta aðeins nýju tækisauðkenni við listann yfir studd tæki í frumkóða ökumanns til að tækin virki. SPI skipanir til að lesa og skrifa gögn eru samhæfðar á milli EEPROM/Flash og F-RAM og eyðingarskipanir eru einfaldlega hunsaðar af F-RAM tækinu. Flest forrit treysta ekki á sjálfgefið gildi nýeydds minnis (td 0xFF) svo þessi hegðun er í lagi. Í sérstökum tilfellum þar sem þeir gera það, er hægt að stilla þurrkað minnissvæðið sérstaklega á væntanlegt sjálfgefið gildi með eyðingaraðgerðinni. Að auki hefur skoðanakóðinn sem notaður er í EEPROM/Flash hugbúnaðarrekla til að greina lok forritsaðgerða ekki F-RAM. Fyrir slíka hugbúnaðarrekla virðast F-RAM tæki vera strax búin með hvaða forrit sem er eða eyða aðgerðum og stjórna skilum eftir eina endurtekningu könnunar. Að öðrum kosti gæti könnun verið algjörlega óvirk fyrir F-RAM í rekla.
Í Linux, sem steypu tdampLe, aðgangsaðferðin krefst þess að notandinn opni Memory Technology Device (MTD) eða EEPROM sérstakt tæki file og gefa út tvö kerfiskall fyrir hvern lestur eða skrif. Í fyrsta lagi kallar sléttur() til að staðsetja file lýsing á viðkomandi offset og annað gefur út annað hvort read() eða write() kerfiskall til að lesa eða skrifa gögnin. Fyrir stórar gagnablokkir eru tilheyrandi kerfissímtöl og kostnaður þeirra óverulegur og hægt að vanrækja þær. Afköst er afgerandi færibreytan í slíkum tilvikum. Fyrir litlar gagnastærðir (tdample, breytur 1-16 bæti), hins vegar veldur kerfissímtalskostnaður áberandi töf.
Það sem gerir hlutina flóknari fyrir forrit er þörfin á að úthluta og stjórna biðminni sem eru send til les- og skrifaaðgerðanna. Mjög oft eru gögn afrituð nokkrum sinnum fram og til baka í þessari aðgangsaðferð, til og frá biðmunum í forritinu og svo aftur frá biðmunum til SPI stjórnanda FIFOs í tækjadrifnum og öfugt. Þessar afritunaraðgerðir hafa neikvæð áhrif á afköst á hröðum kerfum.
3 Minniskortað aðgangur
Ekki er þörf á notendastýrðum gagnabuffum og handvirkri hreyfingu gagna fyrir minniskortaðan aðgang (einnig þekkt sem Memory Mapped I/O eða MMIO). Í þessari aðgangsaðferð geta forrit lesið og skrifað í F-RAM einfaldlega með því að vísa ábendingum á gagnahluti af æskilegri stærð.
Hugbúnaðaraðstoð er aðeins nauðsynleg meðan á frumstillingu stendur til að rannsaka tækið og síðar til að setja upp viðeigandi vistfangavörpun fyrir forritið. Þegar þessari kortlagningu hefur verið komið á, keyrir allur les- og ritaðgangur algjörlega í vélbúnaði. Þetta leiðir til betri árangurs miðað við klassískan EEPROM/Flash stíl aðgang. Fyrst og fremst eru töf styttri sem leiðir til verulega betri árangurs fyrir litlar gagnastærðir.
Ennfremur einfaldar minniskortað aðgangur kóða forrita. Ekki þarf að afrita gögn fram og til baka á milli biðminni og kerfissímtöl eru ekki nauðsynleg til að fá aðgang að F-RAM minni eftir frumstillingu.
Að lokum eru háþróaðir eiginleikar eins og keyrsla kóða beint úr SPI F-RAM (XIP) aðeins möguleg með minniskortlagðri uppsetningu. Þó að skrifvarið forrit séu einnig möguleg með SPI Flash í minniskortlagðri uppsetningu mistakast kortlagðar skriftir á þessum tækjum vegna könnunar og eyðingarkrafna þeirra.
Áskorun gæti verið sú að setja þarf sérstakan uppsetningarkóða stjórnanda við hugbúnaðarreklana. Almennur ökumannskóði er varla mögulegur.
4 Tilviksrannsókn
Til að kanna frammistöðuávinninginn af minniskortuðum aðgangi er NXP i.MX8QXP SoC með Cypress Exelon Ultra CY15B104QSN F-RAM notað til að bjóða upp á nútímalegan viðmiðunarvettvang.
Stýrikerfið í þessu tilfelli er Linux (kjarna 4.14.98) sem keyrir Cypress SPI Memories Driver stafla útgáfa v19.4. Þessi hugbúnaðarbílstjóri styður bæði klassískan MTD sem og minniskortaðan aðgang. CY15B104QSN er rekið í QPI ham á SPI klukkutíðni 100 MHz SDR. Þannig er hámarks fræðileg afköst fyrir bæði les- og skrifaðgerðir takmörkuð við 50 MiB/s1.
i.MX8QXP FlexiSpot stjórnandi styður minniskortaðan aðgang í gegnum litla stillanlega töflu. Þessi uppflettitöflu (LUT) getur geymt allt að 32 raðir til að búa til SPI strætófærslur á flugi í vélbúnaði. Hægt er að stilla vísitöluskrár í stjórnanda til að upplýsa örgjörvann hvaða röð(r) á að framkvæma fyrir minniskortaða lestur og ritun, td.ample, ef bendi er vísað frá. Það gæti verið ein röð eða sett af mörgum röðum, til dæmisample, ef það þarf að gefa út Write Enable skipun ásamt forritaskipun fyrir skrifaðgerð. Fyrir QPI les og skrif á F-RAM er hægt að nota eftirfarandi LUT færslur/raðir:
Athugið að CY15B104QSN er með sticky WREN (Write Enable) bita í stöðuskránni. Þegar þessi biti hefur verið stilltur þarf tækið ekki lengur skýrar skrifvirkjaskipanir á undan hverri minnisritunaraðgerð. Þannig er aðeins önnur röð raðaparsins sem skráð er fyrir ritslóðina notuð.
Önnur hagræðingartækni sem notuð er er forsótt sem hægt er að gera sjálfkrafa með i.MX8QXP FlexSPI stjórnandi. Þessi eiginleiki hefur áhrif á og flýtir fyrir lestrarleiðinni fyrir allar aðgangsaðferðir. Það hleður alltaf gagnablokkum upp á 2 kB úr F-RAM í suma vélbúnaðarbiðminni. Lestrarbeiðnir frá hugbúnaðinum eru síðan afgreiddar úr þessum biðmunum.
Tafla 1 tekur saman mældar niðurstöður og sýnir frammistöðuávinninginn af beinum minniskortuðum aðgangi. Sérstaklega eru töf mun styttri samanborið við venjulega Flash stíl aðgangsaðferð (um meira en 20x). Mjög stuttu töfin nýta tafarlausa óstöðugleikaeiginleika F-RAM og hjálpa í aðstæðum þar sem kerfisafl tapast skyndilega. Minniskortaður aðgangur verður ókeypis krafa í þeim tilvikum, sem styttir tímagluggann þar sem gögn eru í hættu.
Í þessu viðmiði eru afköst niðurstöður mældar með því að lesa eða skrifa allt tækið. Fyrir minniskortið tilfelli er memcpy() kallað til að afrita öll helstu fylkisgögn frá F-RAM yfir í venjulegt DRAM kerfi eða öfugt. Sjá viðauka A fyrir nokkrar ARMv8-A sérstakar memcpy() fínstillingar. Þegar vélbúnaðarforsöfnun er óvirk er lestrarflæði í sömu röð og skrifafköst.
Seinkun táknar seinkunina eftir að skrif- eða lesaðgerð hefur verið gefin út af hugbúnaðarforritinu þar til gögnin eru líkamlega flutt á SPI-rútuna. Í þessu viðmiði eru töf mæld með því að gefa út litlar 1 bæti les- og skrifaðgerðir.
5 CPU skyndiminni
Sjálfgefið er að skyndiminni CPU er óvirkt á flestum kerfum fyrir allt I/O minnisrýmið. Þetta framfylgir skipaðan og ósamsettan minnisaðgang og er nauðsynlegt, tdample, til að fylla vélbúnaðar FIFOs eða til að forrita eða eyða Flash tæki.
Fyrir F-RAM minningar gæti CPU skyndiminni hins vegar verið virkt ásamt minniskortaðan aðgang til að ýta frammistöðuumslaginu lengra. Með CPU skyndiminni er náttúruleg burstærð á SPI rútunni til að lesa og skrifa ein skyndiminni lína (64 bæti á i.MX8QXP). Þetta nýtir tiltæka SPI strætóbandbreidd betur samanborið við röð smærri flutninga. Hins vegar, meðan á rafmagnsfalli stendur, gætu gögn glatast ef þau eru í skyndiminni línu sem hefur ekki enn verið skrifað aftur í F-RAM. Þó að fyrir venjulegar vinnsluminni er þessi hegðun fullkomlega ásættanleg, fyrir F-RAM er það ekki.
Það er öruggt fyrir F-RAM að virkja einfalt lesskyndiminniskerfi (þ.e. með stefnu um að skrifa í skyndiminni) þar sem gögn eru skrifuð strax aftur í F-RAM fylkið í þessari uppsetningu.
Ef forritið hefur skýra samstillingarpunkta (tdample, vistar fullar myndavélarmyndir), þá gæti jafnvel afturritunarstefna verið virkjuð. Hægt er að sameina smærri skrifaðgerðir við þetta kerfi til að byggja upp mjög skilvirka skrif í fullri 64-bæta skyndiminni. Hins vegar verður að bæta hindrunar- og skyndiminni viðhaldsleiðbeiningum við samstillingarpunkta frumkóðans, í þessu tilviki til að skola skyndiminni af og til. Slíkar leiðbeiningar valda því að gögn sem hafa safnast fyrir í skyndiminni örgjörva eru beinlínis skrifuð til baka og útiloka þannig hættu á tapi gagna.
6 Niðurstaða
Flestir SPI stýringar nútímans styðja minniskortaðan aðgang að ytri tækjum. Þess vegna, með þessum stýringar, hefur minniskortað aðgangur orðið raunhæfur valkostur til að íhuga og viðskiptavinir geta notið góðs af því, sérstaklega ef um F-RAM er að ræða.
Minniskortaður aðgangur að F-RAM hefur skýra frammistöðuávinning og einfaldar forritakóðann samanborið við klassíska raðaðgangsaðferðina EEPROM/Flash. Það er alhliða, sveigjanlegt og samþættir F-RAM óaðfinnanlega í nútíma kerfi.
Með því að greina vandlega og fínstilla forritakóðann getur sambland af minniskortuðum aðgangi með skyndiminni CPU bætt enn frekar bæði afköst og leynd.
Viðauki A. Bjartsýni 16-bæta memcpy() fyrir ARMv8-A
Sjálfgefin memcpy() útfærsla fyrir ARMv8-A í Linux notar samsetningarleiðbeiningar fyrir hleðslupar og verslunspar sem færa tvær 8 bæta skrár í einu. Því miður kveikja þessar leiðbeiningar á tveimur 8-bæta SPI-hringjum í strætó í stað eins 16-bæta. Til að bæta ástandið er hægt að fínstilla memcpy() til að nota 16 bæta FP/SIMD skrá ásamt samsvarandi hleðslu/geymsluleiðbeiningum, eins og sýnt er hér að neðan. Þessi breyting skapar æskilega 16-bæta SPI springa á rútunni.
Skjalasaga
Heiti skjals: AN229843 – Minniskortaður aðgangur að SPI F-RAM Skjalanúmer: 002-29843
Stuðningur við sölu og hönnun um allan heim
Cypress heldur úti alþjóðlegu neti skrifstofu, lausnamiðstöðva, fulltrúa framleiðanda og dreifingaraðila. Til að finna skrifstofuna næst þér skaltu heimsækja okkur á Cypress Locations.
Vörur
Arm® Cortex® örstýringar cypress.com/arm
Bílar cypress.com/automotive
Klukkur & Buffer cypress.com/clocks
Viðmót cypress.com/interface
Internet hlutanna cypress.com/iot
Minni cypress.com/memory
Örstýringar cypress.com/mcu
PSoC cypress.com/psoc
Rafmagnsstjórnunarkerfi cypress.com/pmic
Snertiskynjun cypress.com/touch
USB stýringar cypress.com/usb
Þráðlaus tenging cypress.com/wireless
PSoC® lausnir
PSoC 1 | PSoC 3 | PSoC 4 | PSoC 5LP | PSoC 6 MCU
Cypress Developer Community
Samfélag | Kóði Examples | Verkefni | Myndbönd | Blogg | Þjálfun | Íhlutir
Tæknileg aðstoð
cypress.com/support
Öll önnur vörumerki eða skráð vörumerki sem vísað er til hér eru eign viðkomandi eigenda.
Cypress hálfleiðari
An Infineon Technologies Company 198 Champjón dómstóll
San Jose, CA 95134-1709
© Cypress Semiconductor Corporation, 2020. Þetta skjal er eign Cypress Semiconductor Corporation og dótturfélaga þess („Cypress“). Þetta skjal, að meðtöldum hugbúnaði eða fastbúnaði sem er innifalinn eða vísað til í þessu skjali („hugbúnaður“), er í eigu Cypress samkvæmt hugverkalögum og sáttmálum Bandaríkjanna og annarra landa um allan heim. Cypress áskilur sér allan rétt samkvæmt slíkum lögum og sáttmálum og veitir ekki, nema sérstaklega tilgreint í þessari málsgrein, leyfi samkvæmt einkaleyfum sínum, höfundarrétti, vörumerkjum eða öðrum hugverkaréttindum. Ef hugbúnaðinum fylgir ekki leyfissamningur og þú ert ekki með að öðru leyti skriflegan samning við Cypress um notkun hugbúnaðarins, þá veitir Cypress þér hér með persónulegt, einkarekið og óframseljanlegt leyfi (án réttar til undirleyfis). ) (1) samkvæmt höfundarréttarrétti sínum í hugbúnaðinum (a) fyrir hugbúnað sem veittur er í frumkóðaformi, að breyta og endurskapa hugbúnaðinn eingöngu til notkunar með Cypress vélbúnaðarvörum, aðeins innan fyrirtækisins, og (b) til að dreifa hugbúnaðinum í tvíundarkóða formi utanaðkomandi til endanotenda (annað hvort beint eða óbeint í gegnum söluaðila og dreifingaraðila), eingöngu til notkunar á Cypress vélbúnaðarvörueiningum, og (2) samkvæmt þeim fullyrðingum um einkaleyfi Cypress sem eru brotin af hugbúnaðinum (eins og Cypress útvegar, óbreytt) til að búa til, nota, dreifa og flytja inn hugbúnaðinn eingöngu til notkunar með Cypress vélbúnaðarvörum. Öll önnur notkun, fjölföldun, breyting, þýðing eða samantekt á hugbúnaðinum er bönnuð.
AÐ ÞVÍ SEM VIÐILEGANDI LÖG ER LEYFIÐ, GIR CYPRESS ENGA ÁBYRGÐ AF NEINU TEIKUM, SKÝRI EÐA ÓBEININGU, MEÐ TILLITI ÞESSU SKJALS EÐA HVERNINN HUGBÚNAÐ EÐA FYLGJANDI VÆKJAVÍÐA, Þ.M.L. .
Ekkert tölvutæki getur verið algerlega öruggt. Þess vegna, þrátt fyrir öryggisráðstafanir innleiddar í Cypress vélbúnaði eða hugbúnaðarvörum, ber Cypress enga ábyrgð sem stafar af öryggisbrestum, svo sem óheimilum aðgangi að eða notkun Cypress vöru. CYPRESS TEKNIR EKKI, ÁBYRGÐAR EÐA ÁBYRGÐA AÐ CYPRESS VÖRUR, EÐA KERF BÚIN TIL MEÐ CYPRESS VÖRUR, VERÐI AUKI VIÐ SPILLINGU, ÁRÁST, VEIRUSUM, TRUFLUNUM, HACKINGUM, GAGNATAPI EÐA ÖRYGGI, ÖRYGGI, ÖRYGGI, ÖRYGGI, ÖRYGGI. ). Cypress afsalar sér allri ábyrgð í tengslum við öryggisbrot og þú skalt og hér með leysa Cypress undan hvers kyns kröfum, tjóni eða annarri ábyrgð sem stafar af öryggisbrotum. Að auki geta vörurnar sem lýst er í þessum efnum innihaldið hönnunargalla eða villur sem kallast errata sem geta valdið því að varan víki frá birtum forskriftum. Að því marki sem gildandi lög leyfa, áskilur Cypress sér rétt til að gera breytingar á þessu skjali án frekari fyrirvara. Cypress tekur enga ábyrgð sem stafar af notkun eða notkun á vöru eða hringrás sem lýst er í þessu skjali. Allar upplýsingar sem gefnar eru upp í þessu skjali, þ.m.tampHönnunarupplýsingar eða forritunarkóði er aðeins veittur til viðmiðunar. Það er á ábyrgð notanda þessa skjals að hanna, forrita og prófa virkni og öryggi á réttan hátt hvers kyns forrits sem gert er úr þessum upplýsingum og hvers kyns vöru sem af því leiðir. „Tæki með mikilli áhættu“ þýðir sérhvert tæki eða kerfi þar sem bilun gæti valdið meiðslum, dauða eða eignatjóni. FyrrverandiampLesar af áhættutækjum eru vopn, kjarnorkuuppsetningar, skurðaðgerðir og önnur lækningatæki. „Mikilvægur íhlutur“ þýðir sérhver íhluti áhættutækis sem með sanngirni má búast við að bilun í áhættutækinu valdi, beint eða óbeint, bilun í áhættutækinu eða hafi áhrif á öryggi þess eða skilvirkni. Cypress ber ekki ábyrgð, í heild eða að hluta, og þú skalt og hér með leysa Cypress undan hvers kyns kröfum, tjóni eða annarri ábyrgð sem stafar af hvers kyns notkun á Cypress vöru sem mikilvægum hluta í áhættutæku tæki. Þú skalt skaða og halda Cypress, stjórnendum þess, embættismönnum, starfsmönnum, umboðsaðilum, hlutdeildarfélögum, dreifingaraðilum og framseljendum skaðlausum frá og á móti öllum kröfum, kostnaði, skaðabótum og kostnaði, sem stafar af kröfum, þar með talið kröfum um vöruábyrgð, líkamstjón. eða dauða, eða eignatjón sem stafar af hvers kyns notkun á Cypress vöru sem mikilvægur hluti í áhættutæku tæki. Cypress vörur eru ekki ætlaðar eða heimilaðar til notkunar sem mikilvægur íhlutur í neinu áhættutæku tæki nema að takmörkuðu leyti sem (i) útgefið gagnablað Cypress fyrir vöruna segir beinlínis að Cypress hafi hæft vöruna til notkunar í tilteknum áhættuþáttum. Tæki, eða (ii) Cypress hefur veitt þér fyrirfram skriflegt leyfi til að nota vöruna sem mikilvægan íhlut í tiltekna áhættutækinu og þú hefur undirritað sérstakan bótasamning.
Cypress, Cypress merkið, Spansion, Spansion merkið og samsetningar þeirra, WICED, PSoC, CapSense, EZ-USB, F-RAM og Traveo eru vörumerki eða skráð vörumerki Cypress í Bandaríkjunum og öðrum löndum. Nánari lista yfir Cypress vörumerki er að finna á cypress.com. Önnur nöfn og vörumerki má gera tilkall til sem eign viðkomandi eigenda.
Skjöl / auðlindir
 |
CYPRESS minniskortað aðgangur að SPI F-RAM AN229843 [pdfNotendahandbók CYPRESS, Minni kortlagt, Aðgangur, að, SPI, F-RAM, AN229843 |
