如何远程复位串行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。

设计稳定性在嵌入式设计中至关重要，复位的使用是从运行时错误中恢复的强大工具。然而，由于存储器制造商开发的更小的封装无法支持专用硬件复位引脚，因此复位引脚面临压力。值得庆幸的是，对于支持新JEDEC JESD252标准的串行闪存器件来说，现在这个问题已经不那么严重了，该标准定义了一种不需要专用复位引脚的复位机制。

电子系统中瞬态错误有许多潜在原因，包括信号完整性问题和背景辐射，这些原因可能会损坏存储器，从而导致数据和编程错误。这些是可能导致常见问题的失败：“您是否尝试过将其关闭并再次打开？这可能只会给消费类设备带来不便，但成为嵌入式系统和物联网节点的主要问题。

这些系统需要以最小的停机时间连续运行。通常，它们无法访问，因此它们需要能够在没有人为干预的情况下从故障中恢复。这样的系统通常已经使用自检机制，如看门狗定时器，以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器件在上电时都设置为已知状态。但是，软复位也可以是错误恢复策略的一部分，因此整个系统能够复位组件和子系统非常重要。

重置串行闪存

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根数据线。这太慢了，无法直接从串行存储器支持高性能代码执行。这意味着代码必须先复制到SRAM才能运行，从而增加了启动时间并增加了系统成本。

为了提高原始SPI规格的带宽，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。

现代八进制 xSPI 存储器（如 Adesto EcoXiP 系列）可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，同时将功耗降至最低。它还减少了所需的SRAM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在恢复过程中重置。然而，制造商面临压力，要求生产更小、成本更低的封装，引脚数减少，这意味着许多串行存储器没有复位引脚，或者，如果它们有复位引脚，它可能会与另一个功能多路复用，使其难以使用。标准 JESD252 中定义的新型 JEDEC 串行闪存复位协议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）来传输迫使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，以区分复位事务与正常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器件的时钟。指定的转换序列在数据引脚上传输，以防止噪声引起的错误复位。

Adesto 出货了第一款支持 JESD252 的串行 NOR 闪存，其 EcoXiP 也提供，该接口具有八通道 SPI 接口，可提供比四通道接口更高的性能。通过执行顺序指令提取进一步优化了执行性能，而无需为每次读取发送地址。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需要在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，您将能够开发更可靠、更稳定的产品，从而提高客户满意度。

审核编辑：郭婷