EEPROM

在分析仪的电路设计中,将零点偏置(Zero Offset)和斜率(Slope/Span)存储在 EEPROM 中是一个非常经典的做法。

简单来说,如果 Flash 是书写整洁的“书本”,那么 EEPROM 就是一张可以随时用橡皮擦改写其中任何一个字符的“便利贴”。

什么是 EEPROM?

EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory,电可擦除可编程只读存储器)是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。在分析仪中,它专门负责保存那些经常变动但需要永久保存的配置参数。

EEPROM vs. FLASH:核心区别

虽然两者都是非易失性存储器,但在操作机制上有本质不同:

特性 EEPROM FLASH (如 STM32 内部 Flash)
擦除单位 按字节 (Byte) 按扇区/块 (Sector/Block)
修改方式 可以直接覆盖/修改单个字节 必须先擦除整块(如 4KB),才能写入
擦写寿命 极高 (通常 100 万次以上) 较低 (通常 1 万 - 10 万次)
写入速度 较慢 (ms 级) 较快
存储密度 低 (容量通常只有几 KB 到几 MB) 高 (容量可达 GB 级)
成本 较高 (按单位容量计) 较低

为什么用 EEPROM 而不是 FLASH?

1. 颗粒度:字节级随机访问

这是最关键的原因。

  • Flash 的痛点: 假设你的斜率系数只占 4 个字节,如果你把它存在 Flash 里,当你想要更新这个系数时,你必须先把这一块(通常是 4096 字节)全部读入 RAM,在 RAM 里修改那 4 个字节,擦除整个 Flash 块,最后再写回去。这不仅麻烦,还容易在擦除瞬间断电导致数据丢失
  • EEPROM 的优势: 你可以精准地指向某个地址,只修改那 4 个字节,不影响其他任何数据

2. 擦写寿命 (Endurance)

分析仪如果开启了自动校准逻辑,或者频繁保存运行状态,擦写次数会快速累积。

  • Flash 的寿命通常在 10 万次左右。
  • EEPROM 的寿命通常高达 100 万次。 对于需要服役 5-10 年的工业分析仪来说,EEPROM 的可靠性更高,不容易因为“写穿”导致主控板损坏。

3. 数据安全性与简化编程

Flash 擦写通常需要更复杂的软件逻辑(如磨损均衡算法),而 EEPROM 通过 I2C 或 SPI 总线通信,协议简单成熟。在分析仪这种对稳定性要求极高的设备中,越简单的逻辑越不容易出错

拓展资料

在设计 CEMS 分析仪时,由于校准系数非常重要,工程师通常还会做以下处理:

  • 校验机制: 在 EEPROM 存储数据的末尾增加 CRC 校验。读取时如果校验失败,说明芯片损坏或数据被干扰,仪器会报错提示“校准数据异常”。
  • 双备份存储: 在 EEPROM 不同的地址段保存两份相同的校准系数。如果 A 段数据损坏,自动尝试读取 B 段。
Licensed under CC BY-NC-SA 4.0