onsemi NV24C16LV：16 - Kb 低电压汽车级串行 EEPROM 解析

在电子设计领域，EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）是一种常用的非易失性存储设备，对于数据的存储和读取起着至关重要的作用。今天我们要探讨的是 onsemi 公司推出的 NV24C16LV，一款 16 - Kb 的串行 EEPROM，特别适用于汽车级应用。

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产品概述

NV24C16LV 是一款 16 - Kb 的 CMOS 串行 EEPROM 设备，其最小工作电压仅需 1.7 V。内部组织为 128 页，每页 16 字节。该设备支持标准（100 kHz）、快速（400 kHz）和快速增强（1 MHz）的 (I^{2}C) 协议，为数据传输提供了多种选择。

数据读写方式

• 写入：写入数据时，先提供起始地址，然后将 1 到 16 个连续字节加载到页写入缓冲区，最后在一个内部写入周期内将所有数据写入非易失性存储器。
• 读取：读取数据时，提供起始地址，然后串行移出数据，同时自动递增内部地址计数。

外部地址引脚

外部地址引脚使得在同一总线上最多可寻址一个 NV24C16 设备，方便了多设备的集成应用。

产品特性

汽车级认证

NV24C16LV 通过了汽车 AEC - Q100 1 级（- 40°C 到 + 125°C）认证，能够在恶劣的汽车环境中稳定工作。

宽电压范围

支持 1.7 V 到 5.5 V 的电源电压范围，适应不同的电源系统。

快速写入和高可靠性

• 16 字节的页写入缓冲区和快速写入时间（最大 4 ms）提高了数据写入效率。
• 硬件写保护功能可对整个存储器进行保护，防止误写入。
• 采用低功耗 CMOS 技术，具有超过 1,000,000 次的编程/擦除周期和 100 年的数据保留时间，保证了产品的可靠性。

多种封装形式

提供 SOIC、TSSOP、US 8 - 引脚、TSOP - 5 引脚和可焊侧翼 UDFN 8 - 焊盘等多种封装形式，满足不同的应用需求。

环保特性

这些设备无铅、无卤素/BFR，符合 RoHS 标准，体现了环保设计理念。

引脚配置与电气特性

引脚配置

引脚名称	功能
SDA	串行数据输入/输出
SCL	串行时钟输入
WP	写保护输入
VCC	电源
VSS	接地
NC	未连接

绝对最大额定值

参数	额定值	单位
存储温度	- 65 到 + 150	°C
任何引脚相对于地的电压（注意 1）	- 0.5 到 + 6.5	V

可靠性特性

符号	参数	最小值	单位
NEND（注意 2）	耐久性	1,000,000	写入周期（注意 3）
TDR（注意 2）	数据保留	100	年

直流和交流特性

文档中详细列出了直流和交流特性，包括写入电流、输入输出电压、引脚阻抗、时钟频率、各种时间参数等。这些参数对于设计人员来说是非常重要的参考，能够确保设备在不同的工作条件下正常运行。

功能描述

电源上电复位（POR）

每个 NV24C16LV 都集成了电源上电复位（POR）电路，可保护内部逻辑在错误状态下上电。当 (V{CC}) 超过 POR 触发电平，设备将进入待机模式；当 (V{CC}) 低于 POR 触发电平，设备将进入复位模式。这种双向 POR 功能可防止设备在临时断电后出现“电压骤降”故障。

(I^{2}C) 总线协议

NV24C16LV 支持 (I^{2}C) 总线数据传输协议，作为从设备与主设备进行通信。主设备控制数据的流动，生成串行时钟和所有起始和停止条件。

设备寻址

主设备通过在总线上创建起始条件来启动数据传输，然后广播一个 8 位串行从设备地址。从设备地址的前 4 位固定为 1010（Ah），接下来的 3 位可作为可编程地址位或内部地址位，最后一位指定读（1）或写（0）操作。

确认机制

从设备在处理从设备地址后，会在第 9 个时钟周期通过拉低 SDA 线来响应确认（ACK）。在写模式下，从设备还会确认地址字节和每个数据字节；在读模式下，从设备移出一个数据字节，然后在第 9 个时钟周期释放 SDA 线。

读写操作

写入操作

• 字节写入：主设备发送起始条件和写操作的从设备地址，然后发送要写入的字节地址和数据字节。NV24C16LV 确认数据字节后，主设备生成停止条件，设备开始内部写入周期。
• 页写入：页写入操作与字节写入操作类似，但主设备可以发送最多 15 个额外的字节。NV24C16LV 会在每个字节传输后响应确认，并内部递增低 4 位地址位。当主设备发送停止条件后，内部写入周期开始。
• 确认轮询：可以使用确认（ACK）轮询例程来利用典型的写入周期时间。主设备在发出停止条件后，立即发起确认轮询。如果 NV24C16LV 仍在进行写入操作，将返回 NoACK；如果写入操作完成，将返回 ACK。

读取操作

• 立即读取：当 NV24C16LV 接收到 R/W 位设置为 1 的从设备地址时，将立即移出当前地址的数据。如果主设备不确认数据并发送停止条件，NV24C16LV 将返回待机模式。
• 选择性读取：主设备先进行“虚拟”写入操作，指定要读取的地址，然后重新发送起始条件和读操作的从设备地址。NV24C16LV 响应确认并发送请求的数据字节。
• 顺序读取：如果主设备确认第一个数据字节，NV24C16LV 将继续传输后续地址的数据，直到主设备发送 NoACK 和停止条件。

订购信息

OPN	密度（Kb）	封装类型	温度范围	运输方式
NV24C16UVLT2G	16	US - 8	汽车 1 级（- 40°C 到 + 125°C）	卷带包装，每卷 2,000 个
NV24C16MUW3VLTBG	16	UDFN8 可焊侧翼	汽车 1 级（- 40°C 到 + 125°C）	卷带包装，每卷 3,000 个
NV24C16DWVLT3G	16	SOIC - 8	汽车 1 级（- 40°C 到 + 125°C）	卷带包装，每卷 3,000 个
NV24C16DTVLT3G	16	TSSOP - 8	汽车 1 级（- 40°C 到 + 125°C）	卷带包装，每卷 3,000 个
NV24C16SNVLT3G*	16	TSOP - 5	汽车 1 级（- 40°C 到 + 125°C）	卷带包装，每卷 3,000 个

注：所有封装均符合 RoHS 标准，*表示产品正在开发中。

总结

NV24C16LV 是一款功能强大、性能可靠的汽车级串行 EEPROM，其宽电压范围、快速写入时间、高耐久性和多种封装形式使其适用于各种汽车电子应用。在设计过程中，工程师需要仔细考虑其电气特性和读写操作流程，以确保设备的正常运行。你在使用类似 EEPROM 设备时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。