Microchip Technology 23AA04M和23LCV04M 4Mb SPI/SDI/SQI SRAM是随机存取存储器器件，可通过兼容串行外设接口 (SPI) 的串行总线访问。SRAM具有4096K位低功耗和单电压读写操作。23AA04M和23LCV04M支持串行双接口 (SDI) 和串行四路接口 (SQI)，可实现更快的数据速率和143MHz高速时钟频率。SRAM具有内置纠错码 (ECC)逻辑，可确保高可靠性。Microchip Technology 23AA04M和23LCV04M 4Mb SPI/SDI/SQI SRAM提供256 x 8位组织，具有用于读取和写入的字节、页面和顺序模式。SRAM具有无限读取/写入周期和外部电池备份支持。这些器件不含卤素，符合RoHS指令。

数据手册：*附件：Microchip Technology 23AA04M，23LCV04M 4Mb SPI，SDI，SQI SRAMs数据手册.pdf

特性

• 4096K位低功耗SRAM
• 单电压读写操作
  • 1.7至3.6V (23AU04M)
  • 2.2V至3.6V (23LCV04M)
• 串行接口架构：
  • 兼容SPI模式0和3
  • 支持SDI和SQI
• 高速时钟频率为143 MHz
• 内置纠错码 (ECC) 逻辑，可靠性高
• 无限读取和写入周期
• 外部电池备份支持
• 零写入时间
• 低功耗
  • 有源读取电流（最大值）：6mA（40MHz，3.6V时），适用于SPI/SDI/SQI
  • 待机电流：140μA（+25°C时典型值）
• 256个8位组织
• 用户选择的32位或256位页面大小
• 读取和写入的字节、页面和顺序模式
• 封装选项
  • 8引脚PDIP、8引脚SOIC和8引脚TSSOP
  • 14引脚PDIP、14引脚SOIC和14引脚TSSOP
• 无卤素、符合 RoHS 指令

Microchip 23AA04M/23LCV04M 4Mb SPI/SDI/SQI SRAM技术解析

一、产品概述

Microchip Technology的23AA04M和23LCV04M是4Mbit(512KB)低功耗串行SRAM器件，支持SPI、SDI(双接口)和SQI(四接口)三种通信模式，最高时钟频率达143MHz。这两款器件的主要区别在于：

• ‌23AA04M‌：工作电压1.7V-3.6V，不支持电池备份
• ‌23LCV04M‌：工作电压2.2V-3.6V，支持外部电池备份功能

器件采用先进的串行接口架构，提供256×8位组织方式，支持用户可选的页大小(32字节或256字节)，具有无限读写周期和零写入时间的特点。

二、关键特性

1. ‌接口支持‌
   • SPI兼容模式(模式0和模式3)
   • 串行双接口(SDI)
   • 串行四接口(SQI)
   • 最高时钟频率143MHz(SQI模式)
2. ‌电源特性‌
   • 23AA04M：1.7V-3.6V工作电压
   • 23LCV04M：2.2V-3.6V工作电压，带VBAT电池备份输入
   • 低功耗：工作电流6mA(max @40MHz)，待机电流140μA(typ)
3. ‌可靠性特性‌
   • 内置错误校正码(ECC)逻辑
   • 工业级温度范围：-40°C至+85°C
   • 无限制读写周期
4. ‌架构特性‌
   • 256×8位组织方式
   • 用户可选页大小(32字节或256字节)
   • 支持字节、页和顺序读写模式

三、引脚功能与封装

引脚配置

‌ 8引脚封装(23AA04M) ‌

1. CS - 芯片选择输入
2. SO/SIO1 - 串行输出/SDI/SQI引脚
3. SIO2 - SQI引脚(四线模式)
4. VSS - 地
5. SI/SIO0 - 串行输入/SDI/SQI引脚
6. SCK - 串行时钟
7. HOLD/SIO3 - 保持/SQI引脚
8. VCC - 电源

‌ 14引脚封装(23LCV04M) ‌
增加了VBAT(外部备份电源输入)和NC(无连接)引脚

封装选项

• 8引脚PDIP、SOIC和TSSOP(23AA04M)
• 14引脚PDIP、SOIC和TSSOP(23LCV04M)

四、工作模式详解

1. SPI模式

默认上电模式，使用SI(输入)、SO(输出)和SCK(时钟)三线通信。支持模式0(SCK低电平空闲)和模式3(SCK高电平空闲)。

‌典型SPI时序参数‌：

• 时钟频率：最高40MHz(标准读)，143MHz(高速读)
• CS建立时间：5ns(40MHz)，3ns(143MHz)
• 数据建立时间：5ns(40MHz)，2ns(143MHz)

2. SDI模式

通过EDIO指令(0x3B)启用，使用两条双向数据线(SIO0和SIO1)，数据传输率是SPI模式的两倍。

3. SQI模式

通过EQIO指令(0x38)启用，使用四条双向数据线(SIO0-SIO3)，数据传输率是SPI模式的四倍，可达143MHz时钟频率。

五、关键操作指令

1. ‌读取指令‌
   • READ(03h)：标准读取，最高40MHz
   • High-Speed Read(0Bh)：高速读取，最高143MHz
2. ‌写入指令‌
   • WRITE(02h)：写入数据，最高143MHz
3. ‌模式切换指令‌
   • EDIO(3Bh)：启用SDI模式
   • EQIO(38h)：启用SQI模式
   • RSTIO(FFh)：复位到SPI模式
4. ‌状态寄存器操作‌
   • RDSR(05h)：读取状态寄存器
   • WRSR(01h)：写入状态寄存器

六、状态寄存器配置

状态寄存器(16位)提供丰富的配置选项：

位域	名称	功能	默认值
15-14	MODE	操作模式(00=字节,01=顺序,10=页)	01
13	ECS	错误校正状态锁存	0
12-11	PROT	当前总线协议(00=SPI,01=SDI,10=SQI)	00
10-9	RES	保留	00
8	PAGE SIZE	页大小(0=32字节,1=256字节)	0
7-5	RES	保留	000
4-3	SR	输出压摆率(00=1.44V/ns至11=6.00V/ns)	10
2-0	DRV	输出驱动强度(000=12.5%至111=100%)	100

七、错误校正码(ECC)功能

23XX04M内置了先进的ECC功能，每4字节(32位)用户数据对应6位ECC校验位：

• ‌写入时‌：自动计算并存储ECC校验位
• ‌读取时‌：自动校验并纠正单比特错误
• ‌状态指示‌：ECS位指示上次读取是否触发了ECC校正

ECC机制能有效防止软错误，提高数据可靠性，特别适用于高可靠性要求的应用场景。

八、电池备份功能(23LCV04M)

23LCV04M特有的VBAT引脚支持外部电池备份：

• 当VCC低于VTRIP(典型1.85V)时自动切换到VBAT供电
• VBAT电压范围：1.4V-3.6V
• 备份电流：典型140μA
• 保持SRAM数据和状态寄存器内容不丢失

九、应用建议

1. ‌高速数据缓冲‌：利用143MHz SQI模式实现高速数据吞吐
2. ‌低功耗设备‌：1.7V低电压操作和μA级待机电流适合电池供电设备
3. ‌关键数据存储‌：ECC功能确保数据完整性
4. ‌实时系统‌：零写入时间特性适合实时数据记录
5. ‌空间受限设计‌：小封装选项(如TSSOP)节省PCB空间

十、设计注意事项

1. ‌上电时序‌：VDD上升速率应大于1V/100ms
2. ‌模式切换‌：建议主机复位后发送RSTIO指令确保SPI模式
3. ‌未使用引脚‌：VBAT不用时应接地
4. ‌信号完整性‌：高频操作时注意PCB布局和终端匹配
5. ‌温度考虑‌：工业级温度范围满足严苛环境应用