Microchip Technology 25CS640 64Kb SPI串行EEPROM利用串行外设接口（SPI）兼容总线提供64Kb串行EEPROM。该器件的结构为8192字节，每个8位（8Kb）。 Microchip Technology 25CS640 EEPROM优化用于需要可靠、稳健的非易失性存储器的消费及工业应用。 25CS640可在宽电压范围（1.7V至5.5V）内工作。 25CS640设有独立于64Kb主内存阵列的非易失性安全寄存器。安全寄存器的前半部为只读，在前16字节中包含一个工厂编程、全局唯一的128位序列号。128位只读序列号后面有一个32字节的用户可编程EEPROM。

数据手册：*附件：Microchip Technology 25CS640 64Kb SPI串行EEPROM数据手册.pdf

25CS640具有可配置写入保护方案，允许用户选择传统写入保护模式或增强型写入保护模式。为防止掉电事件，当VCC 电源电压降至设定的电压电平以下时，欠压锁定检测电路会禁止所有写入序列。电压电平可通过欠压闭锁检测（UVLO）寄存器进行配置。25CS640采用内置纠错码（ECC）方案来提高可靠性。

Microchip 25CS640具有一个识别寄存器，其中包含可从器件读取的识别信息。这样，应用程序即可在系统中对25CS640进行电子查询和识别。可从器件读取的
信息类型包括JEDEC®定义的制造商ID、供应商特定设备ID和供应商特定扩展设备信息（EDI）。

特性

• 64Kb串行EEPROM
  • 8192个8位结构
  • 页面大小：32字节
  • 字节或顺序读取
  • 字节或页面写入
  • 自定时写入周期：4 ms（最大值）
• 安全寄存器
  • 可编程128位序列号
  • 32字节用户可编程、可锁定ID页面
• 内置纠错码（ECC）逻辑、通过状态寄存器实现的ECC状态位
• 欠压闭锁检测
• 支持JEDEC® SPI制造商读取ID
• 高速时钟频率
  • 20MHz（VCC ≥4.5V时）
  • 10MHz（VCC ≥2.5V时）
  • 5MHz（VCC ≥1.7V时）
• 传统写入保护模式、块保护功能（四分之一、二分之一或完整存储器阵列）
• 增强型写入保护模式
  • 用户可定义的内存分区
  • 每个分区均可独立设置，并具有独特的保护行为
• 低功耗CMOS技术
  • 1.7 V 至 5.5 V 电压范围
  • 写入电流：5.0mA（5.5V、20MHz时）
  • 读取电流：3.0mA（4.5V、10MHz时）
  • 待机电流：1.0µA（5.5V、I-Temp.时）
• 高可靠性
  • 超过100万次擦除/写入循环
  • 内置ECC逻辑，用于提高可靠性
  • 数据保留超过200年

  • 4000 V ESD保护

• 8引线MSOP、8引线SOIC、8引线TSSOP和8焊盘UDFN封装选项
• 温度范围
  • 工业 (I) ：-40 °C至+85 °C
  • 扩展温度 (E)：-40 °C至+125 °C
  • 扩展温度（H）：-40°C至+150°C

总线连接

框图

Microchip 25CS640 SPI串行EEPROM技术解析与应用指南‌

‌一、核心特性与架构概述‌

Microchip 25CS640是一款64Kbit（8KB）SPI接口串行EEPROM，具备128位唯一序列号和增强型写保护功能，适用于工业、消费电子及汽车电子领域。其关键特性包括：

• ‌存储架构‌：8,192×8位组织，32字节页写能力，支持字节/连续读写。
• ‌性能参数‌：
  • 工作电压范围：1.7V至5.5V（工业级），支持20MHz高速时钟（VCC≥4.5V）。
  • 自定时写周期（最大4ms），擦写寿命超400万次，数据保存>200年。
• ‌安全功能‌：
  • 预编程128位全球唯一序列号，32字节用户可编程锁存ID页。
  • 内置ECC（纠错码）逻辑，可纠正单比特错误。
• ‌封装选项‌：8引脚MSOP、SOIC、TSSOP、UDFN及VDFN（支持汽车级AEC-Q100认证）。

‌二、SPI接口与时序设计‌

‌1. 通信模式‌

• 支持SPI Mode 0和Mode 3，数据在SCK上升沿锁存，下降沿输出。时序参数如下：
  • ‌时钟频率‌：20MHz（VCC≥4.5V）、10MHz（VCC≥2.5V）、5MHz（VCC≥1.7V）。
  • ‌建立/保持时间‌：数据建立时间（TSU）最小5ns（VCC≥4.5V），保持时间（THD）同步优化。

‌2. 关键引脚功能‌

引脚	功能描述
CS	片选信号，低电平有效
SCK	时钟输入，同步数据传输
SI/SO	串行数据输入/输出
WP	写保护使能，配合STATUS寄存器控制保护范围
HOLD	暂停通信，保持当前操作状态

‌时序图示例‌（字节写入）：

• CS拉低后发送操作码（02h）+ 16位地址 + 数据，SCK上升沿锁存数据，CS在SCK低电平时拉高以启动写周期。

‌三、存储保护机制‌

‌ 1. 传统写保护模式（Legacy Mode） ‌

• 通过STATUS寄存器的BP[1:0]位设置保护范围：
  • 00：无保护
  • 01：保护高16KB
  • 11：全阵列保护（包括安全寄存器）。

‌ 2. 增强写保护模式（Enhanced Mode） ‌

• 通过4个‌ 内存分区寄存器（MPR0-MPR3） ‌自定义保护策略：
  • 每个分区可独立设置为：‌无保护‌、‌软件锁定‌、‌硬件（WP引脚）锁定‌或‌永久锁定‌。
  • 分区地址以128字节为增量，灵活适配应用需求。

四、安全寄存器与唯一ID应用‌

• ‌128位序列号‌：位于地址0000h-000Fh，出厂固化，适用于设备身份认证。
• ‌用户可编程ID页‌（0020h-003Fh）：
  • 支持字节/页写入，可通过LOCK指令永久锁定，防止篡改。
  • 锁定状态通过CHLK指令查询（返回xxxxxxx1b表示已锁定）。

‌五、低功耗与可靠性设计‌

• ‌功耗优化‌：
  • 读电流3mA（4.5V, 10MHz），待机电流1μA（5.5V）。
• ‌电源监控‌：
  • 可编程欠压锁定（UVLO）阈值（1.4V-4.5V），防止异常写入。
  • 状态寄存器WLS位指示是否因欠压导致写操作中断。

‌六、汽车级应用适配‌

• ‌AEC-Q100认证‌：支持-40°C至+150°C工作温度（Grade 0）。
• ‌ECC增强可靠性‌：每4字节数据包含6位校验码，纠正单比特错误，STATUS寄存器的ECS位标记纠错事件。

‌七、开发建议‌

1. ‌初始化流程‌：
   • 上电后等待TVCSL（100μs）再拉低CS，确保电源稳定。
   • 通过RDSR指令检查RDY/BSY位，确认设备就绪。
2. ‌写操作优化‌：
   • 使用页写（32字节）减少写周期损耗，注意物理字边界（4字节对齐）。
3. ‌错误处理‌：
   • 监控STATUS寄存器的WLS和ECS位，实现故障自诊断。