ST M95P32:超低功耗32Mb SPI页面EEPROM,赋能高可靠性嵌入式存储

描述

STMicroelectronics M95P32超低功耗32Mb SPI页面EEPROM针对移动和可穿戴设计进行了优化。M95P32 32Mb SPI页面EEPROM具有丰富的特性集、超低功耗和高内存密度。该器件 将获得专利的e-STM 40nm 非易失性存储器 (NVM) 单元技术与智能页面架构相结合,将固件高内存密度的优势与字节灵活性和高耐用性相结合,简化数据记录。M95P3还具有快速读取、擦除和编程周期,通过快速上传和下载降低制造成本和应用停机时间。快速上电和四路输出读取,实现更快应用唤醒。

数据手册:*附件:STMicroelectronics M95P32超低功耗32Mb SPI页面EEPROM数据手册.pdf

M95P32 EEPROM提供高达512B的字节和页面写入指令。写入指令包含自定时自动擦除和编程操作,从而实现灵活的数据字节管理。该器件还接受页面/块/扇区/芯片擦除命令,将内存设置为擦除状态。然后,存储器可以通过512字节页面快速编程,并使用“带缓冲负载的页面程序”进一步优化,以隐藏SPI通信延迟。

STMicroelectronics M95P32 32Mb SPI页面EEPROM是一款多合一内存,设计用于超低功耗、高效数据记录和快速固件上传/下载,简化了NVM集成、降低了BOM成本,并提高了功效。

特性

  • SPI接口
    • 支持串行外设接口 (SPI) 和双路/四路输出
    • 宽电压范围 ~VCC ~ :1.6V至3.6V
    • 温度范围
      • 工业温度范围:-40°C至+85°C
      • -40°C至+105°C(扩展)
    • 快速读取
      • 50MHz读取单输出
      • 80MHz快速读取单/双/四路输出,具有一个虚拟字节
  • 存储器
    • 32Mb页面EEPROM
      • 64KB块,4KB扇区
      • 页面大小:512B
      • 两个标识页面
    • 在整个温度范围内的写入耐久性为50万次
    • 数据保留
      • 100年
      • 500k次后10年
  • 超低功耗
    • 深度掉电模式:6μA(典型值)
    • 待机模式:16μA(典型值)
    • 读取单次:800μA(典型值)(10MHz时)
    • 页写入时为2mA(典型值)
    • 电流峰值控制<3mA
  • 高写入擦除性能
    • 快速写入/编程/擦除时间:
      • 针对512B的字节和页面写入(包括自动擦除和编程):2ms(典型值)
      • 页面程序:2ms(典型值)(512字节)
      • 页面擦除:9ms(典型值)
      • 扇区擦除:1ms(典型值)
      • 块擦除:7ms(典型值)
      • 芯片擦除:15ms(典型值)
    • 页面程序,带缓冲负载
  • 高级特性
    • ECC,实现高内存可靠性(DEC、TED)
    • 用于噪声过滤的施密特触发器输入
    • 输出缓冲器可编程强度
    • ISO26262工作状态标志
    • 软件重置
    • 按块写入保护,顶部/底部选项
    • 应要求提供唯一ID
    • 电子标识
    • 支持串行闪存可发现参数 (SFDP) 模式
    • JEDEC标准制造商标识
  • 封装选项
    • DFN8、 SO8N和WLCSP8 ECOPACK2封装
    • 无卤,符合RoHS指令
  • ESD保护
    • 200V HBM(人体模型)
    • 500V CDM

方框图

SPI

ST M95P32:超低功耗32Mb SPI页面EEPROM,赋能高可靠性嵌入式存储

一、核心特性概览

  • 存储容量 :32 Mb(4 MB),组织为 8192页 × 512字节 ,支持块(64 KB)、扇区(4 KB)和页擦除。
  • 接口与速度
    • 标准SPI接口,支持 单线、双线、四线输出
    • 最高时钟频率 80 MHz (快速读模式)
  • 超低功耗
    • 深功耗模式: 0.6 µA (典型值)
    • 待机电流:16 µA
    • 读取电流(10 MHz):800 µA
  • 高耐用性与数据保存
    • 写入寿命: 50万次 (全温度范围)
    • 数据保存: 100年 (循环后仍保持10年)
  • 工作电压1.6 V ~ 3.6 V ,适应电池供电场景。
  • 温度范围
    • 工业级(-40°C ~ +85°C)
    • 扩展级(-40°C ~ +105°C)

二、存储结构与寻址

M95P32的32 Mb存储空间被组织为:

  • 64个块(Block) ,每块64 KB
  • 1024个扇区(Sector) ,每扇区4 KB
  • 8192页(Page) ,每页512字节

此外,设备还提供 两个独立的512字节识别页 ,可用于存储设备ID、唯一标识符(UID)或用户参数,并支持写保护。


三、SPI接口与多输出模式

M95P32支持标准SPI模式(CPOL=0/CPHA=0 或 CPOL=1/CPHA=1),并具备以下增强读取模式:

  • 单输出读取 (最高50 MHz)
  • 双输出读取 (DQ0、DQ1)
  • 四输出读取 (DQ0~DQ3),最高80 MHz

多输出模式显著提升了数据吞吐率,适用于高速数据采集、启动代码加载等场景。


四、数据保护与可靠性机制

1. 硬件写保护(W引脚)

通过写保护引脚(W)与状态寄存器中的SRWD位配合,可实现:

  • 软件保护模式 :状态寄存器可写,存储器区域按配置保护
  • 硬件保护模式 :状态寄存器锁定,防止误写

2. 块保护机制

用户可通过状态寄存器中的BP[2:0]和TB位,灵活配置存储区域的写保护范围,支持从1/64到全片保护。

3. ECC纠错功能

内置ECC(错误校正码)机制,支持:

  • 单比特、双比特自动校正
  • 三比特错误检测
  • 所有ECC状态可通过安全寄存器读取

五、指令集与操作模式

M95P32提供丰富的指令集,包括:

  • 读写指令 :READ、FREAD、FDREAD、FQREAD
  • 写使能/禁止 :WREN、WRDI
  • 擦除操作 :页擦除、扇区擦除、块擦除、全片擦除
  • 识别页操作 :RDID、WRID
  • 功耗管理 :Deep Power-Down、Release
  • 软件复位 :RSTEN + RESET

六、典型应用场景

  • 物联网设备 :固件存储、配置参数、事件日志
  • 汽车电子 :ECU参数存储、诊断数据记录
  • 工业控制 :校准数据、设备标识、安全密钥
  • 消费电子 :穿戴设备、智能家居控制器

七、封装选项

M95P32提供多种封装形式,适应不同空间与焊接要求:

  • SO8N (150 mil,4.9×6 mm)
  • WLCSP8 (2.608×1.531 mm)
  • UFDFPN8(DFN8) (4×4 mm)

所有封装均符合ECOPACK2环保标准。

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