Resumen de la hoja de datos de AT45DB161E-SHD-T: Características, operación SPI de alta velocidad y aplicaciones

Introducción

El AT45DB161E-SHD-T es una memoria DataFlash SPI de 16 Mbit, ampliamente utilizada en diseños electrónicos modernos. También admite la interfaz serial RapidS, lo que la hace ideal para aplicaciones que requieren un funcionamiento de muy alta velocidad. Incorpora dos búferes SRAM, tamaños de página configurables y opciones flexibles de borrado/programación, lo que permite un almacenamiento y gestión de datos eficientes. Este componente resulta esencial en aplicaciones de voz digital, imágenes, código de programa y almacenamiento de datos.

En este artículo presentaremos una visión completa del AT45DB161E-SHD-T, abarcando los detalles de su hoja de datos, sus características principales, principio de funcionamiento, áreas de aplicación y consideraciones de diseño.

Características Principales

1. Fuente de alimentación única: 2.3V - 3.6V o 2.5V - 3.6V  
2. Compatible con la interfaz SPI (Serial Peripheral Interface): soporta los modos SPI 0 y 3, compatible con la operación RapidS™ de alta velocidad  
3. Capacidad de lectura continua en toda la matriz: hasta un máximo de 85 MHz, opción de lectura de bajo consumo hasta 15 MHz, tiempo de retardo reloj-salida (tV) de máximo 6 ns  
4. Tamaño de página configurable por el usuario: puede preconfigurarse en fábrica a 512 bytes, valor predeterminado de 528 bytes por página  
5. Dos búferes de datos SRAM completamente independientes (512/528 bytes): permiten recibir datos mientras se reprograma la memoria principal  
6. Opciones de programación flexibles: programación por byte/página (1 a 512/528 bytes) directamente en la memoria principal, escritura en búfer, programación de página desde el búfer a la memoria principal  
7. Opciones de borrado flexibles: borrado de página (512/528 bytes), borrado de bloque (4KB), borrado de sector (128KB), borrado total del chip (16 Mbit)  
8. Soporte de suspensión/reanudación de programación y borrado  
9. Funciones avanzadas de protección de datos: protección individual de sectores, bloqueo de sectores para establecerlos como solo lectura permanente  
10. Registro de seguridad OTP (One-Time Programmable): 64 bytes programados en fábrica con un identificador único, 64 bytes programables por el usuario  
11. Opciones de reinicio controladas por hardware y software  
12. Lectura de ID de fabricante y dispositivo según estándar JEDEC  
13. Bajo consumo de energía: 400 nA en modo de apagado ultra profundo, 3 µA en apagado profundo, 25 µA en espera (20 MHz), 11 mA en lectura activa  
14. Resistencia: mínimo de 100.000 ciclos de programación/borrado por página  
15. Retención de datos: 20 años  
16. Cumple con todo el rango de temperatura industrial  
17. Opciones de encapsulado ecológicas: SOIC de 8 pines, DFN ultrafino de 8 contactos, UBGA ultrafino de 9 bolas, dado en forma de oblea

Principio de Funcionamiento

El AT45DB161E-SHD-T funciona utilizando matrices de almacenamiento estructuradas junto con dos búferes SRAM, lo que permite un procesamiento de datos eficiente. Su memoria principal puede configurarse en el modo predeterminado de 528 bytes o en el modo binario compatible de 512 bytes, con una arquitectura de páginas programables.
Este dispositivo ofrece a los ingenieros una gestión de datos flexible, ya que admite múltiples métodos de borrado y programación: página por página, bloque por bloque, sector por sector o borrado completo del chip. Durante la operación de lectura, proporciona acceso continuo a la matriz a alta velocidad mediante la interfaz SPI, alcanzando frecuencias de reloj de hasta 85 MHz, lo que garantiza un acceso secuencial rápido y minimiza los retrasos en la transmisión de datos.
En resumen, el AT45DB161E-SHD-T logra un almacenamiento y acceso eficientes gracias a su arquitectura de doble búfer, la organización flexible de páginas y una amplia gama de comandos de lectura/escritura, lo que lo convierte en una solución ideal para aplicaciones que requieren actualizaciones frecuentes y acceso rápido a los datos.

Aplicaciones

El AT45DB161E-SHD-T se utiliza ampliamente en aplicaciones que requieren alta densidad, bajo número de pines, bajo voltaje y bajo consumo de energía.

• Almacenamiento de voz digital: grabadoras de voz, módulos de respaldo de voz  
• Almacenamiento de imágenes: cámaras digitales, equipos de imagen industrial  
• Almacenamiento de código de programa: sistemas embebidos, firmware para microcontroladores de un solo chip  
• Registro y almacenamiento en caché de datos: recolectores de datos, controladores industriales, sensores inteligentes  
• Emulación de EEPROM: mediante su comando de Lectura-Modificación-Escritura, los datos pueden modificarse byte a byte  
• Aplicaciones de flujo de datos de alta velocidad: con soporte de la interfaz RapidS, adecuado para sistemas que requieren acceso rápido, como equipos de comunicación

El diseño de los dos búferes SRAM permite que continúe recibiendo datos mientras se realizan las operaciones de escritura.

Aspectos Destacados de la Hoja de Datos

Capacidad: 16 Mbit (2 MByte) DataFlash  
Estructura de almacenamiento: basada en páginas (528 bytes o páginas binarias de 512 bytes)  
Interfaz: compatible con SPI  
Alimentación: 2.3V - 3.6V o 2.5V - 3.6V de una sola fuente  
Encapsulado: SOIC, TSSOP
Descripción de pines:  
- CS: Selección de chip, activo en nivel bajo  
- SCK: Entrada de reloj serie  
- SI: Entrada de datos serie  
- SO: Salida de datos serie  
- WP: Protección contra escritura  
- RESET: Reinicio

Comparación y Alternativas

En comparación con componentes similares, como el AT45DB321E (32 Mbit) y el AT45DB642E (64 Mbit), el AT45DB161E-SHD-T ofrece una capacidad de 16 Mbit, incorpora dos búferes SRAM, un modo de página flexible (512B/528B) y diversos mecanismos de borrado, lo que lo hace altamente adecuado para aplicaciones que requieren operaciones de lectura/escritura frecuentes y procesamiento de datos a alta velocidad.
Si se necesita mayor capacidad manteniendo la compatibilidad en conjunto de instrucciones y características, se recomienda utilizar el AT45DB321E (32 Mbit) o el AT45DB642E (64 Mbit) de la misma serie. Ambos chips son totalmente compatibles con el AT45DB161E, sin necesidad de modificar la arquitectura del sistema, lo que los convierte en opciones ideales para diseños de expansión de memoria.
Por otro lado, en escenarios donde el costo y la cadena de suministro son factores más críticos, la memoria SPI NOR Flash común también representa una alternativa viable. Ejemplos de ello son Winbond W25Q16JV y Macronix MX25L1606E. Aunque no disponen de un mecanismo de doble búfer, se emplean ampliamente en electrónica de consumo y almacenamiento general para MCU, además de ofrecer precios más competitivos.
Por lo tanto, para los ingenieros de diseño:  

• Si se busca compatibilidad y rendimiento, la mejor elección son AT45DB321E o AT45DB642E.  
• Si la prioridad es el costo y la versatilidad, se puede optar por W25Q16JV o MX25L1606E.

Consideraciones de Diseño

- Rango de voltaje de operación: 2.3V ~ 3.6V. Es necesario garantizar la estabilidad de la fuente de alimentación para evitar errores de lectura/escritura ocasionados por fluctuaciones de voltaje.  
- Compatibilidad de interfaz: Compatible con la interfaz SPI estándar, soporta la mayoría de MCUs y SoCs.  
- Configuración de memoria: La memoria puede configurarse como páginas estándar de 528 bytes o páginas binarias de 512 bytes, según la arquitectura del software del sistema y el algoritmo de almacenamiento.  
- Soporte de doble búfer: Compatible con Buffer1 y Buffer2, lo que permite alternar operaciones de lectura y escritura.  
- Modos de borrado: Admite borrado de página, borrado de bloque, borrado de sector y borrado completo.  
- Ejecución de instrucciones: Mientras la señal CS se mantenga en nivel bajo, se puede ejecutar una secuencia de instrucciones completa.  
- Rango de temperatura de operación: -40°C ~ +85°C, adecuado para entornos industriales.
Las consideraciones clave de diseño incluyen: voltaje de alimentación, frecuencia del reloj SPI, modo de página, mecanismo de doble búfer, estrategia de borrado y protección de datos a nivel de sistema. Al aprovechar estas características, se puede lograr una solución de almacenamiento eficiente, confiable y de bajo consumo para aplicaciones como almacenamiento de voz, imágenes y programas.

Conclusión

El AT45DB161E-SHD-T sigue siendo una solución de almacenamiento confiable y versátil, utilizada ampliamente en aplicaciones de almacenamiento de datos, procesamiento de voz, almacenamiento en búfer de imágenes y programas embebidos. Gracias a su capacidad de 16 Mbit, interfaz SPI, doble búfer SRAM y arquitectura flexible de borrado/programación, este chip es adoptado por ingenieros y fabricantes en todo el mundo.
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Imagen

Número de pieza

Fabricante

Serie

Paquete/Caja

Embalaje

Estado del producto

Programable

Tipo de memoria

Formato de memoria

Tecnología

Tamaño de la memoria

Organización de la memoria

Interfaz de memoria

Frecuencia de reloj

Tiempo de ciclo de escritura - Palabra, página

Tiempo de acceso

Voltaje - Suministro

Temperatura de funcionamiento

Grado

Calificación

Tipo de montaje

Proveedor Dispositivo Paquete