通过任何低功耗设计，设计人员在选择低功耗组件或关闭外围设备之间的选择之间的选择。在考虑选择非易失性闪存的选择时，设计人员对它们提供了相同的两个选项 - 每个选项都可以从系统运行，功耗和可靠性视角中拥有其优点和缺点。但是，还有另一个低功耗解决方案，具有简化系统设计和提高可靠性的额外好处。

典型设计使用外部闪存

尽管具有嵌入式闪存的微控制器（MCU）设备以及它们可以运行的大量低功耗模式，但越来越多的系统仍然需要外部闪存设备来补充片上闪光以获得扩展原因。空中（OTA）更新，数据记录，用户配置文件和其他应用程序都为此有贡献。亚博国际官网平台网址

对于许多基本应用程序，如图1所亚博国际官网平台网址示的典型设计是一种可接受的解决方案。

图1：使用外部闪存的典型设计

在该解决方案中，将电力连续提供给闪存装置。当串行闪存芯片选择信号（/ CS）没有断言并且存储器处于待机模式时，待机电流通常为约〜10ua至〜20ua。还可以选择进入命令驱动的深度下电模式，这使得待机功率更加〜2ua - 〜5ua。

然而，在其他一些系统，如能量收集或小型电池供电设备，即使2uA仍然可能代表了过高的当前消耗价值。而且，如果闪存很少被访问或很少使用，2uA的待机时间延长可能会对电源和能量储备造成过度的消耗——降低整体电池/系统的运行寿命。

具有简单功率开关控制电路的外部闪光灯

为了提高系统电池寿命，设计人员经常实现简单的电源开关控制电路，如图2所示。闪光灯设备的电源通过备用MCU GPIO引脚管理软件控制，以便串行闪存仅在需要时供电。

图2:串行flash外部电源控制电路

不要太舒服！

MOSFET的包含完全关掉串行存储器VCC将减少内存的备用电源为零,但是MOSFET本身有一个潜在的泄漏电流和漏极电流,在某些情况下1.5 ua,只有500 na比记忆在正常待机2 ua。

可靠性问题

解决方案利用一个外部场效应晶体管或LDO与控制门管理电源到外围设备VCC pin是越来越普遍;然而，这也需要一个额外的MCU GPIO引脚。

更重要的是，当多个外围设备共享公共SPI总线时，必须小心，并且各个设备已切换VCC引脚。

在图2所示的配置中，如果到闪存的VCC被关闭并且VCC = 0V，继续访问SPI总线上的其他SPI控制设备(例如DAC/ADC/Display)将导致总线信号也出现在串行闪存SPI引脚上。

在这种情况下，当闪光灯（或其他设备）的VCC为零时，外设SPI总线引脚的高VCC将导致I / O保护二极管正向偏置，并且设备将通过I / O借出电源别针自己。这可能导致短期或长期可靠性问题和操作问题。

对于在闪光灯关闭时可能开启的任何其他设备的所有情况，还应最小化杂散电容，使得任何引脚上的电压不会超过VCC引脚上的电压。或者，设计者可以考虑更繁琐的解决方案，并为串行存储器添加单独的SPI总线，其中可以关闭VCC。仔细的硬件和软件设计和实施可以克服​​所有这些挑战和疑虑。然而…

超深电源（UDPD）选项

...通过将电源控制电路集成到存储器设备本身并允许主设备（MCU）通过串行闪存SPI命令接口来控制电源模式来实现更有效的解决方案。这为其他目的保存了GPIO引脚。请参阅图3中的图表。

对此解决方案的好处是：

• 它消耗的能量比标准的深功率下降。
• 它不需要外部MOSFET。
• 它允许设计人员为其他外围设备使用相同的SPI总线，因此简化了设计。
• 它减轻可靠性问题，因为VCC引脚始终连接到VCC，电源在内部控制。

图3：内部管理的串行存储器电源控制
并通过SPI命令接口驱动

这个解决方案的额外好处是:

• 它可以节省一个用于切换外部MOSFET或LDO的GPIO引脚。
• 它简化了软件，因为它消除了剩余MOSFET / LDO控制程序。
• 它提供了一个更清洁的PCB设计和减少BoM。

Adesto Fusion，FusionHD™（AT25XXXX）和DataFlash™（AT45DBXXE / F）闪存器件除待机和深度下调模式外，还提供此超强电源下载模式。待机和深度下调模式导致当前消耗与其他行业标准闪光设备类似。

超深电源向下模式将静态电流降至小于200NA的融合，用于FusionHD的100NA，对于DataFlash小于400NA。

使用超深度下来

实现UDPD模式很简单。详细说明我们的概述应用笔记AN111。

结论

选择适当的低功耗存储器可以是能量收集或小电池供电设备的关键系统设计因素。理解和管理SPI总线上的组件的交互对于提高功能和可靠性也至关重要。通过考虑如何在现实世界系统中实现内存，Adesto的串行闪存解决方案提供了设计人员，可以选择简化设计，降低风险，提高可靠性和保存在外部元件上的选择，大大简化了电路和减少材料清单成本。

本文由Paul Hill，高级营销总监和Gordon Maceee，EMEA Applications Manager撰写亚博国际官网平台网址