AN202493 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 著者: Shivendra Singh 関連製品ァミリ: SPI nvSRAM、SPI F-RAM 関連サンプル コード: なし 関連アプリケーション ノート: AN304、AN89659 AN202493 は SPI nvSRAM か ら SPI F-RAM™ へ の 置 き 換 え の ガ イ ド ラ イ ン を 提 供 し ま す 。 そ れ は 等 価 の SPI F-RAM デバイスを推奨し、パッケージと機能の相違点を記述し、そして置き換えを首尾よく行うためのハードウェアとファーム ウェアの修正点を説明します。 目次 1 はじめに .................................................................... 1 2 SPI nvSRAM と SPI F-RAM の互換性 ....................... 3 4.1 スリープ モード (SLEEP) コマンド .................... 14 2.1 ピンの互換性 .................................................... 3 4.2 デバイス ID 読み出し (RDID) コマンド .............. 15 2.2 パッケージの互換性 .......................................... 3 4.3 シリアル番号読み出し (RDSN、SNR) コマンド . 15 2.3 コマンド (オペコード) の互換性 ........................... 6 4.4 nvSRAM の特別な機能................................... 16 2.4 ステータス レジスタの互換性 ............................. 8 5 2.5 デバイス仕様の互換性 ...................................... 9 改訂履歴 .......................................................................... 17 3 ファームウェアの互換性 ........................................... 14 まとめ ...................................................................... 16 ハードウェアの互換性 .............................................. 12 ワールドワイド販売と設計サポート .................................... 18 3.1 WPを持つ SPI nvSRAM (CY14xxxxQ1 と CY14xxxxQ1A) ピン レイアウト .................................... 12 製品 ................................................................................. 18 3.2 VCAP (AutoStore) を持つ SPI nvSRAM (CY14xxxxQ2 と CY14xxxxQ2A) ピン レイアウト ......... 13 サイプレス開発者コミュニティ ............................................ 18 3.3 1 4 PSoC®ソリューション ........................................................ 18 テクニカルサポート ........................................................... 18 SPI F-RAM ピン レイアウト .............................. 13 はじめに F-RAM (強誘電体ランダム アクセス メモリ) は強誘電体コンデンサを使ってデータを格納する不揮発性メモリです。F-RAM に書き込まれたデータは瞬時に不揮発性になります。EEPROM およびフラッシュと違って、F-RAM はバス速度でデータを不 揮発性メモリに書き込みます。 nvSRAM は、メモリ セルごとに不揮発性素子を組み込んだ SRAM メモリです。組み込んだ不揮発性素子はシリコン - 酸化 物 - 窒化物 - 酸化物 - シリコン (SONOS) 量子トラップ技術を利用します。SRAM が回数に制限のない読み出しと書き込み サイクルを提供し、一方量子トラップセルが高い信頼性の不揮発性データ記憶を実現します。電源切断時には SRAM から不 揮発性要素へのデータ転送 (STORE 動作) が自動的に実行されます。起動時には、不揮発性メモリから SRAM にデータが 復元されます (RECALL 動作)。 サイプレスは、NRND (新しい設計に推奨されない) 状態の数個の SPI nvSRAM デバイスを提供してきており、SPI F-RAM 製品でこれらのデバイスを置き換えるオプションを提供しています。本アプリケーション ノートは SPI nvSRAM から SPI F-RAM への置き換えに際しての詳細な情報を提供します。それは、パッケージ、機能とタイミングの相違点、および置き換え を首尾よく行うためのハードウェアとファームウェアに求められる修正点を説明します。表 1 に、SPI nvSRAM に対して推奨 する置き換えの SPI F-RAM 製品を示します。 www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 1 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え SPI F-RAM 設計ガイドラインとファームウェア用例については、AN304 – SPI Guide for F-RAM™および AN89659 – Interfacing SPI F-RAM with PSoC®アプリケーション ノートをご参照ください。 本アプリケーション ノートでは、CY14xxxQ1x および CY14xxxQ2x の総称的な製品番号を使用し、初版 SPI nvSRAM シリ コン (リビジョン**) を使って構築された 8 ピン DFN パッケージでの SPI nvSRAM 製品のオプションを表しています。同様に、 CY14xxxxQ1xA および CY14xxxxQ2xA 製品番号は、新版 SPI nvSRAM シリコン (リビジョン A) を使って構築された 8 ピン SOIC パッケージでの SPI nvSRAM 製品のオプションを表すために使用されます。 表 1. SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換えオプション nvSRAM 製品 メモリ容量 64Kb 256Kb 512Kb パッケージ 製品番号 SPI 周波数 8 ピン SOIC CY14MB064Q2B 40MHz 8 ピン SOIC CY14MB064Q2A 40MHz 8 ピン SOIC CY14ME064Q2A 40MHz 8 ピン DFN CY14B256Q2 40MHz 8 ピン SOIC CY14B256Q2A 40MHz 8 ピン SOIC CY14E256Q5A 40MHz 8 ピン SOIC CY14B512Q2A 40MHz 8 ピン DFN CY14B101Q2 40MHz 8 ピン SOIC CY14B101Q2A 40MHz 推奨する F-RAM (置き換えの) 製品 電圧 温度 2.7V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C 2.7V～ –40˚C～ 3.6V +105˚C 4.5V～ –40˚C～ 5.5V +105˚C 2.7V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C 2.7V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C 4.5V～ –40˚C～ 5.5V +105˚C 2.7V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C 2.7V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C 2.7V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C 製品番号 SPI 周波数 FM25CL64B 20MHz FM25CL64B 16MHz FM25640B 4MHz FM25V02A 40MHz FM25V02A 40MHz 電圧 温度 2.7V～ –40˚C～ 3.65V +85˚C 3.0V～ –40˚C～ 3.6V +125˚C 4.5V～ –40˚C～ 5.5V +125˚C 2.0V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C 2.0V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C 推奨する置き換えの製品がない FM25V05 40MHz FM25V20A 40MHz FM25VN10 FM25V10 40MHz 2.0V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C 2.0V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C 2.0V～ –40˚C～ 3.6V +85˚C VCC = 1024Kb 2.7V ～3.6V 16 ピン SOIC CY14V101Q3 40MHz VCCQ = –40˚C～ +85˚C 推奨する置き換えの製品がない 1.65V ～1.95V 推奨する SPI F-RAM 製品は SPI nvSRAM 製品と機能とアクセス プロトコル、動作条件、容量、およびパッケージ タイプは 同様ですが、同一のものではなく、ピンフォーピンの簡便な取替えではありません。そのため、SPI nvSRAM を SPI F-RAM に置き換える際には、相違点を知る必要があります。本アプリケーション ノートは、両方のデバイスの類似点および相違点に ついて説明し、置き換え時にお客様を支援します。 www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 2 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 2 SPI nvSRAM と SPI F-RAM の互換性 本セクションでは、SPI nvSRAM と SPI F-RAM 間のピンとパッケージ、コマンド (オペコード)、機能と仕様、ハードウェアおよび ファームウェアなどの特質の類似点と相違点について説明します。これらの特質を確認し、ユーザーの設計に必要な変更を行 います。 2.1 ピンの互換性 表 2 に示すように、nvSRAM と F-RAM は、ピン 3 を除いてすべての I/O ピンが一致します。ピン 3 は、SPI F-RAM で書き込 み 保 護 ( ̅̅̅̅̅ WP ) ピ ン で 、 一 方 CY14xxxxQ2x/CY14xxxxQ2xA パ ッ ケ ー ジ の SPI nvSRAM で は V ピンです。 CAP CY14xxxxQ1x/CY14xxxxQ1xA パッケージの SPI nvSRAM のピン配置は 8 ピン パッケージの SPI F-RAM のピン配置と 同一です。 表 2. ピンの比較 ピン番号 nvSRAM ピン (CY14xxxxQ1x/ CY14xxxxQ1xA) nvSRAM ピン (CY14xxxxQ2x/ CY14xxxxQ2xA) F-RAM ピン (FM25xxxx) ピンの説明 1 ̅̅̅̅ CS ̅̅̅̅ CS ̅̅̅̅ CS チップ セレクト: LOW にプルダウンされた時に、デバイスを有 効化。このピンを HIGH に駆動すると、デバイスが低消費電 力スタンバイ モードに入る 2 SO SO SO シリアル出力: SPI 経由のデータの出力ピン 書き込み保護: SPI にハードウェア書き込み保護を実装 2.2 AutoStore コンデンサ: 電力喪失時に nvSRAM に電源を供 給 し 、 SRAM か ら 不 揮 発 性 素 子 に デ ー タ を 格 納 す る 。 AutoStore が必要でない場合は、VCAP ピンを NC (未接続) の状態にしなければならない。これは絶対にグランドに接続し ないでください 3 ̅̅̅̅̅ WP VCAP ̅̅̅̅̅ WP 4 VSS VSS VSS グランド 5 SI SI SI シリアル入力: すべての SPI 命令とデータの入力ピン シリアル クロック: SPI クロック周波数 (fSCK) の最大値までの 速度で動作。シリアル入力はクロックの立ち上がりエッジで ラッチされる。シリアル出力はクロックの立ち下がりエッジで駆 動される 6 SCK SCK SCK 7 ̅̅̅̅̅̅̅̅̅ HOLD ̅̅̅̅̅̅̅̅̅ HOLD ̅̅̅̅̅̅̅̅̅ HOLD 8 VCC VCC VDD HOLD ピン: シリアル動作を一時停止 電源供給 パッケージの互換性 本セクションでは、置き換える際の SPI nvSRAM と SPI F-RAM パッケージの互換性について説明します。表 3 に、SPI nvSRAM と SPI F-RAM のパッケージ、パッケージの寸法および応用性を示します。 表 3. パッケージの比較 パッケージ、 仕様番号 長さ (mm) 幅 (mm) 高さ (mm) ピッチ (mm) エクスポーズド パッド (mm) SPI nvSRAM SPI F-RAM 8 ピン SOIC、 51-85066 4.89 ± 0.09 6.02 ± 0.18 1.64 ± 0.09 1.27 該当なし √ √ www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 3 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 2.2.1 パッケージ、 仕様番号 長さ (mm) 幅 (mm) 高さ (mm) ピッチ (mm) エクスポーズド パッド (mm) SPI nvSRAM SPI F-RAM 8 ピン DFN、 001-85260 4.5 ± 0.10 6.0 ± 0.10 0.75 ± 0.05 0.95 L = 3.6 ± 0.10 W = 2.6 ± 0.10 該当なし √ 8 ピン DFN、 001-85579 5.0 ± 0.10 6.0 ± 0.10 0.75 ± 0.05 1.27 L = 4.0 ± 0.10 W = 2.3 ± 0.10 該当なし √ 8 ピン DFN、 001-50671 5.0 ± 0.10 6.0 ± 0.10 0.75 ± 0.05 1.27 L = 4.0 ± 0.10 W = 3.0 ± 0.10 √ 該当なし 8 ピン SOIC パッケージ すべての SPI nvSRAM の 8 ピン SOIC パッケージの寸法 (図 1 を参照) は SPI F-RAM の 8 ピン パッケージの寸法と同一 です。そのため、SPI nvSRAM から SPI F-RAM への置き換えは、プリント基板レイアウト上のパッケージのフットプリント変更 を必要としません。 図 1. 8 ピン SOIC (150Mil) パッケージ図、51-85066 すべての寸法の単位はインチ (ミリメートル) MIN. MAX. 2.2.2 。 8 ピン DFN パッケージ SPI nvSRAM の 8 ピン DFN パッケージ (図 2 を参照) と SPI F-RAM の 8 ピン DFN パッケージ (図 3 と図 4 を参照) の寸法 は、すべての容量オプションに対して同一ということではありません。そのため、SPI nvSRAM を SPI F-RAM に置き換える際、 プリント基板レイアウトのパッケージ フットプリントの変更を必要とする場合があります。SPI nvSRAM と推奨する置き換えの SPI F-RAM 製品間の DFN パッケージ フットプリントの違いについては、表 3 をご参照ください。 www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 4 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 図 2. SPI nvSRAM 8 ピン DFN (5 × 6 × 0.85mm) パッケージ図、001-50671 エクスポーズド パッド すべての寸法の単位はミリメートル。 図 3. SPI F-RAM の 8 ピン DFN (5 × 6 × 0.75mm) パッケージ図、001-85579 エクスポーズド パッド すべての寸法の単位はミリメートル。 www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 5 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 図 4. F-RAM の 8 ピン DFN (4.0 × 4.5 × 0.8mm) パッケージ図、001-85260 エクスポーズド パッド すべての寸法の単位はミリメートル。 注： SPI F-RAM のエクスポーズド パッドはダイに接続されないため、開放のままにする必要があります。置き換える際に、 SPI F-RAM DFN パッケージのエクスポーズド パッドはプリント基板上にはんだづけされていないことをご確認ください。はん だづけすると、SPI F-RAM ダイが過度の熱にさらされ、ビット不良やマージンの損失を引き起こす可能性があります。 2.3 コマンド (オペコード) の互換性 表 4 に、SPI nvSRAM と SPI F-RAM オペコードの比較を示します。 表 4. コマンド (オペコード) の互換性 コマンド オペコード (HEX) コマンド の説明 SPI nvSRAM SPI F-RAM WREN 06h 書き込みイネーブル ラッチのセット √ √ WRDI 04h 書き込みイネーブル ラッチのリセット √ √ RDSR 05h ステータス レジスタの 読み出し √ √ WRSR 01h ステータス レジスタの 書き込み √ √ READ 03h メモリ データの読み出し √ √ WRITE 02h メモリ データの書き込み √ √ 0Bh メモリ データの 高速読み出し コメント SPI nvSRAM と SPI F-RAM 間の同一機能 すべての 128Kb 以上容量の F-RAM でサポート FSTRD www.cypress.com √ 文書番号: 002-11744 Rev. ** √ SPI nvSRAM CY14xxxxQxA のリビジョン「A」 シリコンでサポート (SPI アクセス速度が 40MHz 以上) 6 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え コマンド オペコード (HEX) コマンド の説明 SPI nvSRAM SPI F-RAM コメント すべての 128Kb 以上容量の F-RAM でサポート SLEEP B9h スリープ モードへの移行 √ √ SPI nvSRAM CY14xxxxQxA のリビジョン「A」 シリコンでサポート SPI nvSRAM と SPI F-RAM の SLEEP コマンド の違いの詳細については、スリープ モード (SLEEP) コマンドセクションをご参照ください すべての 128Kb 以上容量の F-RAM でサポート RDID 9Fh デバイス ID の読み出し √ √ SPI nvSRAM CY14xxxxQxA のリビジョン「A」 シリコンでサポート SPI nvSRAM と SPI F-RAM の RDID コマンドの 違いの詳細については、デバイス ID 読み出し (RDID) コマンドセクションをご参照ください 固 有 の シ リ ア ル 番 号 の 機 能 が あ る F-RAM (FM25VN10) のみでサポート RDSN/ SNR C3h シリアル番号の読み出し √ √ SPI nvSRAM CY14xxxxQxA のリビジョン「A」 シリコンでサポート SPI nvSRAM と SPI F-RAM の RDSN コマンド の違いの詳細については、シリアル番号読み出し (RDSN、SNR) コマンドセクションをご参照ください SPI nvSRAM CY14xxxxQxA のリビジョン「A」 シリコンでサポート。SPI F-RAM でサポートされ ていない √ X ソフトウェア STORE √ X 60h ソフトウェア RECALL √ X ASENB 59h AutoStore イネーブル √ X ASDISB 19H AutoStore ディスエーブル √ X FAST_RDSR 09h ステータス レジスタの 高速読み出し √ X WRSN C2h 書き込みシリアル番号 STORE 3CH RECALL FAST_RDID FAST_RDSN www.cypress.com 99H デバイス ID の高速読み 出し √ C9h シリアル番号の高速読み 出し √ 文書番号: 002-11744 Rev. ** X X SPI nvSRAM でシリアル番号書き込み (WRSN) 機能を使用するアプリケーションは SPI F-RAM に置き換えられない メイン メモリ アレイに 8 バイトのメモリ空間を予約 することにより、シリアル番号書き込みを実行可 能。しかし、SPInvSRAM の場合と違って、ステー タス レジスタの SNL ビットをセットしてシリアル番 号を読み出し専用にすることでは、この予約した 空間を「読み出し専用」にすることはできない これらは SPI nvSRAM 特有のコマンド。これらは SPI F-RAM に対して未定義オペコードとなり、実行時 に無視される SPI F-RAM に置き換える際、これらのコマンドお よびその使用の注意事項の詳細については、 nvSRAM の特別な機能セクションをご参照くだ さい SPI nvSRAM CY14xxxxQxA のリビジョン「A」シ リコンでサポート (SPI アクセス速度が 40MHz 以 上) これらは SPI F-RAM に対して未定義オペコード となり、実行時に無視される 7 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 2.4 ステータス レジスタの互換性 SPI nvSRAM および SPI F-RAM のステータス レジスタのアクセスは同一です。しかし、いくつかの「ドント ケア」ビットは SPI nvSRAM では書き込み可能ですが、それらは SPI F-RAM では読み出し専用ビットです。表 5 に、2 つの製品のステータス レジスタ ビットの定義およびそれらの互換性を示します。 表 5. ステータス レジスタ比較 ステータス レジスタ Bit0 SPI nvSRAM RDY# SPI F-RAM コメント ドント ケア 読み出し専用ビットは、デバイスがメモリ アクセスの実行に対して レディ状態であることを示す。STORE またはソフトウェア RECALL サイクルの進行中、このビットはデバイスによって「1」に設定される このビットは SPI F-RAM でドント ケア ビット Bit1 WEN WEL Bit 2 BP0 BP0 Bit3 BP1 BP1 Bit4 ドント ケア ドント ケア SPI nvSRAM (リビジョン「A」シリコン) と SPI F-RAM で同一動作。 これらのビットは読み出し専用ビットであり、読み出す時に常に「0」を返す。 Bit5 ドント ケア ドント ケア ビ ッ ト は 書 き 込 み 可 能 で SPI nvSRAM の 最 初 の リ ビ ジ ョ ン (CY14xxxxQx) で揮発性である。電源投入時、ビットは「0」に書き込 まれる SPI nvSRAM と SPI F-RAM で同一動作 SPI nvSRAM CY14xxxxQxA の リ ビ ジ ョ ン 「 A」 シ リ コ ン で 特 別 な WRSN コマンドを使用して書き込まれたシリアル番号をロックするた めに、「1」にセット Bit6 SNL ドント ケア このビットは書き込み可能で、 SPI nvSRAM の最初のリビジョン (CY14xxxxQx) で揮発性である。電源投入時、このビットは「0」に書き 込まれる このビットは 256Kb SPI F-RAM で読み出し専用ビットで、読み出す 時に常に「0」を返す。512KB 以上の容量の SPI F-RAM は読み出す 時に「1」を返す ビット 7 WPEN WPEN SPI nvSRAM と SPI F-RAM で同一動作 注： SPI F-RAM でビット 4～6 はドント ケアビットです。SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置き換える際、この 3 ビットのデ フォルト値を無視することが可能です。 www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 8 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 2.5 デバイス仕様の互換性 表 6、表 7 および表 8 に、2 つの製品のすべての仕様の相違点を示します。いくつかのパラメーターは SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置き換える前にシステム レベルの分析を保証します。これらは、出力負荷、起動時間および電源電圧 (電源投 入および電源切断) を含みます。図 5 および図 6 に、SPI nvSRAM と SPI F-RAM のパワー サイクル タイミングをそれぞれ 示します。 表 6. DC パラメーター比較 パラメーター 説明 VDD 電源電圧 VIH VIL 入力 HIGH 電圧 入力 LOW 電圧 SPI F-RAM コメント 2.0V～3.60V 4.5V～5.5V SPI F-RAM の動作範囲は SPI nvSRAM より 広 い 。 そ の た め 、 SPI nvSRAM か ら SPI F-RAM への置き換えは電源電圧の変更を必要 としない 2.0V～ 0.7 x VDD～ SPI F-RAM の VIH (Min) は CMOS 論理レベル に 従 い 、 入 力 電 源 電 圧 (VDD) に 比 例 。 SPI nvSRAM の VIH (Min) は最小 2.0V の固定レベル である。そのため、SPI F-RAM に置き換える際 は、VIH (Min) の互換性の評価が必要 VCC + 0.5 V VDD + 0.3V SPI nvSRAM 2.7V～3.6V 4.5V～5.5V –0.5V～0.8V 2.7V～3.65V –0.3V～0.3 x VDD SPI F-RAM の VIH (Max) は VDD + 0.3V である が、SPI nvSRAM では VCC + 0.5V である。こ れ は 、 SPI F-RAM 入 力 ピ ン で の オ ー バ ー シュート電圧を制限し、置き換える時には調整を 必要とする SPI F-RAM の VIL (Max) は CMOS 論理レベルに 従 い 、 入 力 電 源 電 圧 (VDD) に 比 例 。 SPI nvSRAM の VIL (Max) は最大 0.8V で固定レベル である。そのため、SPI F-RAM に置き換える際 は、VIL (Max) の互換性の評価が必要 VIL (Min) は SPI F-RAM では-0.3V であるが、 SPI nvSRAM では-0.5V である。これは、SPI F-RAM 入力ピンでのアンダーシュート電圧を制 限し、置き換える時には調整が必要 CY14xxxxQ1/ CY14xxxxQ2: 2.0V (Min) IOUT = –2mA VOH 出力 HIGH 電圧 2.4V (Min) IOH = –1mA CY14xxxxQ1A/ CY14xxxxQ2A: VDD – 0.8V (Min) 2.4V (Min) IOH = –2mA VCC = 3V (Typ) の場合 IOUT = –2mA VDD – 0.2V (Min) VCC – 0.4V (Min) IOH = –100µA 一般的なシステム コンフィギュレーションで SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置き換えるとき、 変更は不要 ただし、システム バスの負荷が高い場合には、 VOH が入力の論理レベルの範囲内にあることを 確認する必要がある VCC = 5V (Typ) の場合 IOUT = –2mA 0.4V (Max) VOL 出力 LOW 電圧 0.4V (Max) IOUT = 4.0mA IOL = +2mA 0.2V (Max) IOL= +150µA www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 一般的なシステム コンフィギュレーションで SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置き換えるとき、 変更は不要 ただし、システム バスの負荷が高い場合には、 VOL が入力の論理レベルの範囲内にあることを 確認する必要がある 9 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え パラメーター 説明 SPI nvSRAM SPI F-RAM VVCAP ストレージ コンデンサ 42µF～180µF 該当なし コメント これは AutoStore 動作用の nvSRAM 特有の ピン。このピン／機能および関連するパラメー ターは、SPI F-RAM に適用できない 3V (Typ) の場合の VCC (Max) VVCAP デバイスで VCAP ピン上 に駆動された最大電圧 5V (Typ) の場合の VCC – 0.5V (Max） 該当なし 注： 表 6 に示されない他のすべてのパラメーター (電流パラメーターを除く) は同等です。F-RAM はエネルギー効率が高い 不揮発性メモリ技術であるため、SPI F-RAM のすべての DC 電流仕様は SPI nvSRAM より良いです。 表 7. AC パラメーター比較 SPI nvSRAM SPI F-RAM パラメーターの説明 単位 パラメーター Min Max パラメーター 40 fSCK Min コメント Max クロック周波数、SCK fSCK クロック HIGH 時間 tCH 11 tCH 11 ns クロック LOW 時間 tCL 11 tCL 11 ns チップ セレクトのセットアップ時間 tCSS 10 tCSU 10 ns チップ セレクト ホールド時間 tCSH 10 tCH 10 ns 40 MHz 同一 出力ディセーブル時間 tHZCS 20 tOD 12 ns SPI F-RAM の 出 力 は SPI nvSRAM の出力よりも 速くディセーブルになる。 SPI F-RAM に置き換える とき、影響はない 出力データ有効時間 tCO 9 tODV 9 ns 同一 出力ホールド時間 tOH ns 同一 ns SPI F-RAM ではこの時間 がより長い。SPI F-RAM に置き換えるとき、このパ ラメーターを評価し、それ に応じて調整する必要が ある ̅̅̅̅ CS HIGH 時間 tCS 0 20 立ち上がり時間におけるデータ tOH tD 0 40 tR 50 ns tF 50 ns 未指定 データ入力 立ち下がり時間 SPI nvSRAM ではこのパ ラメーターが指定され ない。SPI F-RAM に置き 換えるとき、このパラメー ターを評価し、それに応じ て調整する必要がある データ セットアップ時間 tSD 5 tSU 5 ns 同一 データ ホールド時間 tHD 5 tH 5 ns 同一 ̅̅̅̅̅̅̅̅̅ HOLD セットアップ時間 tSH 5 tHS 10 ns ̅̅̅̅̅̅̅̅̅ HOLD 時間 tHH 5 tHH 10 ns SPI F-RAM ではこの時間 がより長い。SPI F-RAM に置き換えるとき、このパ www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 10 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え SPI nvSRAM SPI F-RAM パラメーターの説明 単位 パラメーター Min Max パラメーター Min コメント Max ̅̅̅̅̅̅̅̅̅ HOLD LOW から HI-Z まで tHHZ 15 tHZ 20 ns ̅̅̅̅̅̅̅̅̅ HOLD HIGH からデータ アクティ ブまで tHLZ 15 tLZ 20 ns ラメーターを評価し、それ に応じて調整する必要が ある 表 8. 電力パラメーター比較 SPI nvSRAM SPI F-RAM パラメーターの説明 パラメーター 電源投入 RECALL 期間 Min Max パラメーター Min コメント ms SPI F-RAM に置き換えると き、影響はない。システム は、性能を向上させるため にファームウェアを最適化 することが可能 tFA 20 STORE サイクル期間 tSTORE 8 ms SRAM 書き込みサイクルを完 了するのに許容される時間 tDELAY 25 ms 2.65 V 4.4 V VSWITCH 低電圧トリガ レベル (3V) VSWITCH (5V) VCC 立ち上がり時間 tVCCRISE tVR VDD 電源切断時ランプ レート 未指定 最後のアクセス ( ̅̅̅̅ CSHIGH) から電源切断 (VDD (Min)) ま での時間 tWAKE 20 SLEEP 命令が発行されてか らスリープ モードに入るまで の時間 tSLEEP 8 ̅̅̅̅HIGH になってからスタン CS バイ モードに入るまでの時間 tSB 100 www.cypress.com 1 未指定 150 VDD 電源投入時ランプ レート nvSRAM が SLEEP モードか らウェイクアップする時間 tPU 単位 Max µs 50 µs/V これらは nvSRAM 特有の パ ラ メ ー タ ー で 、 SPI F-RAM に適用できない SPI F-RAM に置き換えると き、影響はない。システム は、性能を向上させるため にファームウェアを最適化 することが可能 この仕様は、間接的に SPI F-RAM tVR 仕様に関連 SPI nvSRAM は VCC ランプ レートに制限を設けない SPI F-RAM に置き換える 際 、 SPI F-RAM VDD 電 源 ランプ レートは、指定された 制限の範囲内であることを 確認する必要がある tVF 100 µs/V tPD 0 µs/V SPI F-RAM に置き換えると き、影響はない ms SPI F-RAM に置き換えると き、影響はない。システム は、性能を向上させるため にファームウェアを最適化 することが可能 ms ̅̅̅̅ SLEEP SPI F-RAM は、CS コマンドが入力した後に LOW から HIGH にトグルすると、直 ぐにスリープ モードに入る µs SPI F-RAM に置き換えると き、影響はない tREC (tRDP) 該当なし 未指定 文書番号: 002-11744 Rev. ** 0.45 11 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 図 5. SPI nvSRAM パワー サイクル タイミング 図 6. SPI F-RAM パワー サイクル タイミング 3 ハードウェアの互換性 図 7 と図 8 に示すように、SPI nvSRAM は 8 ピン SOIC および 8 ピン DFN パッケージ用に 2 つのピン コンフィギュレー ションをサポートします。 3.1 ̅̅̅̅̅̅̅ WPを持つ SPI nvSRAM (CY14xxxxQ1 と CY14xxxxQ1A) ピン レイアウト 図 7 に示す 2 つの SPI nvSRAM パッケージのピン レイアウトは SPI F-RAM のピン レイアウトと同一です。図 9 に示される SPI F-RAM のピン レイアウトは SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置き換えるとき、ピンフォーピンでドロップイン代替えでき ます。 ̅̅̅̅̅̅ 図 7．WPを持つ SPI nvSRAM (CY14xxxxQ1 と CY14xxxxQ1A) SPI nvSRAM (リビジョン A) CY14xxxxQ1A 8 ピン SOIC www.cypress.com SPI nvSRAM (リビジョン 0) CY14xxxxQ1 8 ピン DFN 文書番号: 002-11744 Rev. ** 12 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 3.2 VCAP (AutoStore) を持つ SPI nvSRAM (CY14xxxxQ2 と CY14xxxxQ2A) ピン レイアウト 図 8 に示す 2 つの SPI nvSRAM パッケージのピン レイアウトは (VCAP ピンを除いて)、SPI F-RAM のピン レイアウトと同一 です。SPI F-RAM ピン レイアウトは図 9 に示されます。 図 8. AutoStore を持つ SPI nvSRAM (CY14xxxxQ1 および CY14xxxxQ1A) SPI nvSRAM (リビジョン 0) CY14xxxxQ2 8 ピン DFN SPI nvSRAM (リビジョン A) CY14xxxxQ2A 8 ピン SOIC SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置き換えるとき、(VCAP ピンを除いて) ピンフォーピンでドロップインで代替えできます。SPI ̅̅̅̅̅) ピンです。WP ̅̅̅̅̅ピンは入力ピンであり、 nvSRAM パッケージの VCAP ピンは SPI F-RAM ではハードウェア書き込み保護 (WP 内部でバイアスされないため、プリント基板に接続されない時、開放のままです。同じフットプリントで SPI F-RAM に置き換え ̅̅̅̅̅ ピンが適切にバイアスされることを確認する必要があります。WP ̅̅̅̅̅がロジック HIGH にバイア るとき、正常な動作のためにWP ̅̅̅̅̅ スされる場合は、ステータス レジスタへの書き込みを有効にします。WP ピンがロジック LOW にバイアスされる場合は、 ステータス レジスタの WPEN ビットも「1」にセットされると、ステータス レジスタへの書き込み を無効にします (書き込み保護) 。 3.3 SPI F-RAM ピン レイアウト 図 9 に示すように、SPI F-RAM は 8 ピン SOIC および 8 ピン DFN の両方のパッケージ用に 1 つのピン配置オプションだけ を提供します。 図 9. SPI F-RAM ピン レイアウト SPI F-RAM 8 ピン SOIC SPI F-RAM 8 ピン DFN SPI F-RAM の 8 ピン SOIC パッケージのフットプリントは SPI nvSRAM のフットプリントと同一です。そのため、SPI F-RAM に置き換える際、プリント基板レイアウトのパッケージフットプリントの変更を要しません。 パッケージの互換性節で説明したように、SPI F-RAM の 8 ピン DFN パッケージの寸法は SPI nvSRAM の 8 ピン DFN パッケージ の寸法と異なることがあります。そのため、SPI nvSRAM 8 ピン DFN から SPI F-RAM 8 ピン DFN に置き換えることは常に ドロップイン置き換えというわけではなく、パッケージの寸法が異なる場合にはプリント基板レイアウトの変更が必要です。 注： VCAP オプションを持つ SPI nvSRAM の置き換えには、ハードウェア回路図およびレイアウトを変更する必要があります。 ̅̅̅̅̅ピンを制御するか、またはWP ̅̅̅̅̅の外部プルアップを接続してピンを それはコントローラーI/O を接続して SPI F-RAM のWP HIGH に維持して書き込み保護 (使用されない場合) を無効にするためです。 www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 13 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 4 ファームウェアの互換性 SPI nvSRAM アクセス用の SPI ホスト コントローラー ファームウェアは、 nvSRAM の特別な機能を除き、SPI F-RAM の場 合と同様に機能します。AutoStore、AutoStore イネーブル、AutoStore ディスエーブル、ソフトウェア STORE やソフトウェア RECALL などの nvSRAM の特別な機能は SPI F-RAM に適用不可です。nvSRAM では、データはまず SRAM に書き込ま れ、そのあと、AutoStore またはソフトウェア STORE の処理中に不揮発性セルに転送されます。F-RAM では、データは瞬時 に不揮発性になるため、これらの機能は無関係です。 4.1 スリープ モード (SLEEP) コマンド 小容量の SPI F-RAM (64KB 以下) で、スタンバイ電流は SPI nvSRAM のスリープ モード電流 (SPI のスリープ モード電流 (IZZ)) に等しいか、またはより低いです。そのため、小容量の SPI F-RAM デバイスでスリープ モードは提供されません。 スリープ モードは容量が 128KB 以上の SPI F-RAM で提供され、スリップ モード (SLEEP) コマンドの実行は SPI nvSRAM の SLEEP コマンドの場合と同様です。しかし、図 10 と図 11 に示すように、スリープ モードへの移行時間およびウェイクアップ 時間は二つのデバイスの間に違いがあります。 図 10. SPI nvSRAM SLEEP コマンド 図 11. SPI F-RAM SLEEP コマンド 注: SPI nvSRAM では、SLEEP コマンドが入力した後スリープ モードに移行するのに、約 8ms (tSLEEP、Max) かかります。 ̅̅̅̅立ち上がりエッジでスリップ モードに移行します。SPI F-RAM では 8ms の t SPI F-RAM はCS SLEEP 待機時間が必要で はありません。これは SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置き換える際の改善点となります。 SPI nvSRAM では̅̅̅̅ CSが LOW にトグルした後スリップ モードからウェイクアップするために約 20ms (tWAKE、Max) かかり ます。SPI F-RAM は̅̅̅̅ CSが LOW にトグルした後、スリップ モードからウェイクアップするために約 450µs (tREC、Max) か かります。SPI F-RAM のウェイクアップ性能は SPI nvSRAM より優れ、これは SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置き 換える際の改善点となります。 www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 14 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 4.2 デバイス ID 読み出し (RDID) コマンド デバイス ID の読み出し機能は容量が 64Kb 以下の SPI F-RAM で利用不可です。これらのデバイスは、他のすべてのサ ポートしない SPI コマンドのようにデバイス ID 読み出し (RDID) コマンドを無視します。容量が 128Kb 以上の SPI F-RAM は SPI nvSRAM と同様にデバイス ID 読み出しコマンドをサポートします。しかし、二つのデバイス間で RDID 出力は異なります。 SPI nvSRAM は 4 バイトの ID を返しますが、SPI F-RAM は 9 バイトの ID を返します。SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置 き換える際、ファームウェアは SPI F-RAM から 9 バイト ID を読み出すために更新される必要があります。詳細については、 図 12 および図 13 をご参照ください。 図 12. SPI nvSRAM でのデバイス ID の読み出し 図 13. SPI F-RAM でのデバイス ID の読み出し 4.3 シリアル番号読み出し (RDSN、SNR) コマンド シリアル番号の読み出し (SNR) 機能は 1Mb、3V SPI F-RAM (FM25VN10) にのみあります。その他の F-RAM は、他の すべてのサポートしない SPI コマンドのように、SNR 読み出しコマンドを無視します。nvSRAM のシリアル番号はシリアル 番号書き込み (WRSN) コマンドでユーザーが書き込み可能ですが、SPI F-RAM では、工場出荷時プログラム済みの読み出 し専用番号です。図 14 に示すように、両方のデバイスの間でシリアル番号を読み出す命令は同一です。SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置き換える際、ファームウェアの変更を必要としません。 www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 15 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 図 14. シリアル番号読み出し (SPI nvSRAM および SPI F-RAM) 4.4 nvSRAM の特別な機能 SPI nvSRAM 用のファームウェアは AutoStore、ソフトウェア STORE、ソフトウェア RECALL、AutoStore イネーブルや AutoStore ディスエーブルなどの nvSRAM 特有の機能により追加の論理を含むことがあります。SPI F-RAM に置き換える 際、この論理を除去できます。 4.4.1 Au t o S t o r e AutoStore は、パワーダウン時に SRAM データを SONOS セルに自動的に格納する nvSRAM 独自の機能です。この STORE 処理は外付けコンデンサ (VCAP) を使用して、デバイスが電源切断時に不揮発性メモリへ安全にデータを保存できる ̅̅̅̅̅ ピンに置き換えられます。SPI ようにします。SPI F-RAM に置き換える際、VCAP ピンのコンデンサを SPI F-RAM のWP F-RAM に置き換える際、ファームウェアの更新を必要としません。 4.4.2 ソフトウェア STORE ソフトウェア STORE は、特別な SPI 命令を通じて STORE 動作をトリガーする nvSRAM 独自の機能です。不揮発性 STORE 動作は、STORE 命令を実行することによって開始されます。この機能は nvSRAM AutoStore が特別な ASDISB コマンドにより無効化された場合に使用され、システムは要求に応じてソフトウェア STORE コマンドを使用して SRAM データ を不揮発性メモリに保存します。この nvSRAM の特別な機能を使用するシステムは、SPI F-RAM に置き換えられません。 しかし、大多数のアプリケーションはデータ ロギングのために nvSRAM AutoStore 機能を使用します。 4.4.3 ソ フ ト ウ ェ ア R E C AL L ソフトウェア RECALL は、RECALL 動作を開始して不揮発性メモリの内容を SRAM に復元できる nvSRAM 独自の機能です。 これは、RECALL 命令を発行することによって実行されます。この機能はソフト エラーが発生する可能性が高いアプリケー ションで使用され、システムは RECALL 命令を使用して、影響を受けた SRAM コンテンツに正しいデータを上書きします。 SPI F-RAM のソフト エラー率 (SER) の性能は SPI nvSRAM のそれより優れているため、SPI F-RAM に置き換えるとき、 ファームウェアを変更しなくても同様な SER 性能を得ることができます。SPI F-RAM はソフトウェア RECALL コマンドを無視 します。 4.4.4 Au t o S t o r e イ ネ ー ブ ル お よ び Au t o S t o r e デ ィ ス エ ー ブ ル AutoStore イネーブル (ASENB) と AutoStore ディスエーブル (ASDISB) は SPI nvSRAM の AutoStore 動作を有効化およ び無効化する SPI コマンドです。SPI F-RAM は AutoStore 機能をサポートしないため、この 2 つのコマンドは SPI F-RAM に 対してドント ケア コマンドになり、無視されます。SPI nvSRAM から SPI F-RAM に置き換える際、この 2 つの機能に対して はファームウェア変更を必要としません。 5 まとめ 本アプリケーション ノートでは、SPI nvSRAM から SPI F-RAM デバイスへの置き換えオプションについて説明しました。置き 換える際、パッケージ パラメーター、機能、オペコード、および電気的パラメーターなど二つのデバイスの間のいくつかの相違点を 考慮する必要があります。指定された SPI nvSRAM デバイスを使用する大多数のデザインではハードウェアおよびソフトウェアの 少しの変更で SPI F-RAM に置き換えることができます。 www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 16 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 改訂履歴 文書名: AN202493- SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え 文書番号: 002-11744 版 ECN 変更者 発行日 ** 5211768 HZEN 04/11/2016 www.cypress.com 変更内容 これは英語版 002-02493 Rev. **を翻訳した日本語版 002-11744 Rev. **です。 文書番号: 002-11744 Rev. ** 17 SPI nvSRAM から SPI F-RAM™への置き換え ワールドワイド販売と設計サポート サイプレスは、事業所、ソリューション センター、メーカー代理店および販売代理店の世界的なネットワークを保持しています。お客様 の最寄りのオフィスについては、サイプレスのロケーション ページをご覧ください。 PSoC®ソリューション 製品 車載用 cypress.com/go/automotive psoc.cypress.com/solutions クロック & バッファ cypress.com/go/clocks PSoC 1 | PSoC 3 | PSoC 4 | PSoC 5LP インターフェース cypress.com/go/interface サイプレス開発者コミュニティ 照明 & 電源管理 cypress.com/go/powerpsoc コミュニティ | フォーラム | ブログ | ビデオ | トレーニング メモリ cypress.com/go/memory テクニカルサポート PSoC cypress.com/go/psoc タッチ センシング cypress.com/go/touch USB コントローラー cypress.com/go/usb ワイヤレス／RF cypress.com/go/wireless cypress.com/go/support PSoC はサイプレス セミコンダクタ社の登録商標であり、F-RAM は同社の商標です。本書で言及するその他のすべての商標または登録商標は各社の所有物です。 Cypress Semiconductor 198 Champion Court San Jose, CA 95134-1709 Phone Fax Website : 408-943-2600 : 408-943-4730 : www.cypress.com © Cypress Semiconductor Corporation, 2015 - 2016. 本文書に記載される情報は予告なく変更される場合があります。Cypress Semiconductor Corporation (サイプレス セミコンダクタ社) は、サイプレス製品に組み込まれた回路以外のいかなる回路を使用することに対して一切の責任を負いません。サイプレス セミコン ダクタ社は、特許またはその他の権利に基づくライセンスを譲渡することも、含意することもありません。サイプレス製品は、サイプレスとの書面による合意に基づ くものでない限り、医療、生命維持、救命、重要な管理、または安全の用途のために使用することを保証するものではなく、また使用することを意図したものでもあ りません。さらにサイプレスは、誤作動や故障によって使用者に重大な傷害をもたらすことが合理的に予想される生命維持システムの重要なコンポーネントとして サイプレス製品を使用することを許可していません。生命維持システムの用途にサイプレス製品を供することは、製造者がそのような使用におけるあらゆるリスク を負うことを意味し、その結果サイプレスはあらゆる責任を免除されることを意味します。 このソースコード (ソフトウェアおよび／またはファームウェア) はサイプレス セミコンダクタ社 (以下「サイプレス」) が所有し、全世界の特許権保護 (米国およびそ の他の国)、米国の著作権法ならびに国際協定の条項により保護され、かつそれらに従います。サイプレスが本書面によりライセンシーに付与するライセンスは、 個人的、非独占的かつ譲渡不能のライセンスであり、適用される契約で指定されたサイプレスの集積回路と併用されるライセンシーの製品のみをサポートするカ スタム ソフトウェアおよび／またはカスタム ファームウェアを作成する目的に限って、サイプレスのソース コードの派生著作物をコピー、使用、変更そして作成す るためのライセンス、ならびにサイプレスのソース コードおよび派生著作物をコンパイルするためのライセンスです。上記で指定された場合を除き、サイプレスの 書面による明示的な許可なくして本ソース コードを複製、変更、変換、コンパイル、または表示することはすべて禁止します。 免責条項: サイプレスは、明示的または黙示的を問わず、本資料に関するいかなる種類の保証も行いません。これには、商品性または特定目的への適合性の黙 示的な保証が含まれますが、これに限定されません。サイプレスは、本文書に記載される資料に対して今後予告なく変更を加える権利を留保します。サイプレス は、本文書に記載されるいかなる製品または回路を適用または使用したことによって生ずるいかなる責任も負いません。サイプレスは、誤作動や故障によって使 用者に重大な傷害をもたらすことが合理的に予想される生命維持システムの重要なコンポーネントとしてサイプレス製品を使用することを許可していません。生命 維持システムの用途にサイプレス製品を供することは、製造者がそのような使用におけるあらゆるリスクを負うことを意味し、その結果サイプレスはあらゆる責任 を免除されることを意味します。 ソフトウェアの使用は、適用されるサイプレス ソフトウェア ライセンス契約によって制限され、かつ制約される場合があります。 www.cypress.com 文書番号: 002-11744 Rev. ** 18