如何远程重置您的串行SPI存储设备

SPI 广泛用于将微控制器连接到嵌入式系统中的外围设备和存储设备。特别是，它经常用于存储可执行代码的串行 NOR 闪存。

设计稳定性在嵌入式设计中至关重要，使用复位是从运行时错误中恢复的强大工具。然而，由于内存制造商开发无法支持专用硬件复位引脚的更小封装，复位引脚面临压力。值得庆幸的是，对于支持新 JEDEC JESD252 标准的串行闪存设备来说，这已经不是问题了，该标准定义了一种不需要专用复位引脚的复位机制。

电子系统中出现瞬态错误的潜在原因有很多，包括信号完整性问题和背景辐射，它们会破坏内存，导致数据和编程错误。这些故障可能会导致常见问题：“您是否尝试过将其关闭再打开？” 这可能只对消费类设备带来不便，但它成为嵌入式系统和物联网节点的主要问题。

这些系统需要以最少的停机时间连续运行。通常，它们是不可访问的，因此它们需要能够在没有人工干预的情况下从故障中恢复。此类系统通常已经使用自检机制（例如看门狗定时器）来检测故障并采取纠正措施，但这并不总是足够的。

设计工程师将确保所有设备在上电时都设置为已知状态。但是，软重置也可以是错误恢复策略的一部分，因此系统作为一个整体能够重置组件和子系统非常重要。

复位串行闪存

串行外设接口 （SPI） 广泛用于将微控制器连接到嵌入式系统中的外设和存储设备。特别是，它经常用于存储可执行代码的串行 NOR 闪存。

图 1：SPI 接口

最初的 SPI 规范在每个方向上只有一条数据线。这太慢了，无法直接从串行存储器支持高性能代码执行。这意味着在运行之前必须将代码复制到 SRAM，从而增加了启动时间并增加了系统成本。

为了提高原始 SPI 规范的带宽，可以使用四个或八个数据信号，从而允许在每个时钟周期传输更多的数据位。这些扩展的 SPI （xSPI） 接口由 JEDEC 在 JESD251 中定义。

现代八通道 xSPI 存储器，例如 Adesto EcoXiP 系列，提供直接从串行存储器执行代码所需的性能，这种技术称为就地执行 （XiP）。这提供了高性能并支持即时启动，同时将功耗保持在最低水平。它还减少了所需的 SRAM 数量，从而降低了系统成本。

在系统故障的情况下，串行存储器可能需要作为恢复过程的一部分进行重置。然而，制造商面临着生产更小、成本更低、引脚数更少的封装的压力，这意味着许多串行存储器没有复位引脚，或者如果有，它可能会与其他功能复用，从而使其难以使用。新的 JEDEC 串行闪存复位协议在标准 JESD252 中定义，无需专用复位引脚即可控制复位功能。

JESD252 不使用复位引脚，而是使用 SPI 信号（时钟、芯片选择和串行数据）来传输强制目标器件自行复位的序列。在复位序列期间，时钟信号保持低电平以区分复位事务和正常的 SPI 命令，并防止发送任何 SPI 命令，使用芯片选择信号作为目标设备的时钟。在数据引脚上传输指定的转换序列，以防止由噪声引起的错误复位。

Adesto 推出了第一款支持 JESD252 的串行 NOR 闪存，它还可以在其 EcoXiP 中使用，它具有八路 SPI 接口，可提供比四路接口更高的性能。通过执行顺序取指，无需为每次读取发送地址，进一步优化了执行性能。EcoXiP 还具有降低功耗和提供更高安全性的功能。

构建更好的设计

使用 XiP，您将能够以更低的功耗和成本提供所需的性能。虽然 XiP 要求微控制器上具有兼容的存储器接口，但越来越多的制造商正在增加对此的支持。通过指定支持 JESD252 串行复位协议的串行闪存器件，您将能够开发出更可靠、更稳定的产品，从而提高客户满意度。

审核编辑：郭婷