【实战经验】M95xxx EEPROM写保护配置

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zero99 发布时间：2017-4-1 15:06

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M95xxx EEPROM写保护配置

前言

以带标识页的M95M01-DF EEPROM为例，介绍M95xxx系列EEPROM写保护和配置方法。

M95xxx EEPROM写保护介绍
引脚框图和信号描述

信号描述：
 ● 串行数据输出Q：该信号用来从设备移出串行数据，数据在时钟下降沿移出。
 ● 串行数据输入(D)：该信号用来输入串行数据到设备，当时钟上升沿时，被写入的指令、地址和数据的值被锁存。
 ● 串行时钟(C)：SPI通信的时钟。
 ● 芯片选择(S )：当输入信号为低时，设备被选择。
 ●  保持(HOLD )：HOLD 可以用来暂停串行通信，低电平有效。
 ●  写保护(W )：对内存进行写保护配置引脚，在通过写指令操作内存过程中，要维持该引脚的电平不变。
 ●  供电(VCC)：供电引脚。
 ●  地(VSS)：接地引脚。

M95xxx EEPROM指令
   所有的命令在发送时需要高位在前，指令集如下表所示：

WREN：通过WREN指令来使能写使能的WEL位。

WRDI：写禁止指令WRDI用来复位WEL位，该为设置位0时禁止写或写状态寄寄存器命令来访问EEPROM。

RDSR：读状态寄存器RDSR用来读状态寄存器，状态寄存器可以在任意时刻被读取，建议在发送一个新指令到EEPROM之前先检查写进度。状态寄存器地输出是连续的1个字节，从0到7位，状态寄存器如下：

    ●  WIP位：写进度指示位，指示内存忙于在写周期中，该位为1则指示在写周期中忙，为0则空闲；
    ●  WEL位：该为设置为1时，内部的写使能开启；当设置为0时，内部的写使能禁止，此时任何的写或写状态寄存器指令被阻止访问。WEL位可以被以下几种情况复位：
            • 上电
            • WRDI指令执行完成
            • WRSR指令执行完成
            • WRITE指令执行完成
   ●  BP1，BP0位：块保护位(BP1，BP0)是非易失的，它们两位决定软件写保护的区域大小。这两位由写状态寄存器命令WRSR来设置。
     ●

    ●   SRWD位：状态寄存器写禁止位(SRWD)位和硬件保护信号W 结合起来操作。
WRSR：写状态寄存器(WRSR)用来写一个新值到状态寄存器中，在写状态寄存器命令操作之前，需要先执行写使能WREN指令。写状态寄存器用来改变BP1，BP0，SRWD位的值，写状态寄存器不影响b6, b5, b4, b6(WEL), b0(WIP)的值，即b1(WEL)位是由写使能命令WREN来改变其值的，而b0(WIP)是状态位，不能修改。

READ:读内存指令，当前如果有写周期在执行中，是无法进行读内存操作的。有效的地址位是A16~A0，地址位A23~A17不用关心。

WRITE：写内存指令，有以下几种情况，写内存指令是不被接受和执行的：
 ● 写使能位WEL没有被置1；
 ● 写周期在执行中；
 ●  在数据传输的最后一个位b0被锁存后，设备还没被取消选择，S 还未置高；
 ● 要访问的地址页在块保护的区域中。

RDID：读标识页指令，256字节的标识页是一个附加的页，能够被写和永久锁存为只读模式。读标识页的最大数量不能超过页边界，否则会读取到不可预测的数据。例如，从位置90开始读取标识页数据，读取的数量不能超过166，因为页边界时256字节。假如有写周期在执行中，那么读标识页指令不被接受和执行。

WRID：写标识页指令，256字节的标识页能够被写和永久锁存为只读模式。

M95M01-DF写保护模式

M95M01-DF写保护写保护设置范围如下：
  ● 四分之一内存保护
  ● 一半内存保护
  ● 整个内存保护
  ● 也可以对内存不保护。
M95M01-DF的保护状态分为软件保护和硬件保护模式。状态寄存器中的写禁止位SRWD，是配合写保护引脚W 一起使用的，它们一起决定的保护模式如下表所示：

   写状态寄存器WRSR对b6,b5,b4,b1,b0位没有影响， b6,b5,b4一直是0。
    状态寄存器写禁止位SRWD在状态寄存器中的初始化状态为0，通过WREN命令设置了WEL位后，不管W 引脚的电平如何，都允许写状态寄存器WRSR。
当状态寄存器写禁止位SRWD被置1后，根据W 引脚的电平有以下两种情况：
 ● 当W 引脚为高时，通过WREN命令设置了WEL位后，允许写状态寄存器WRSR。
 ● 当W 引脚为低时，不管是否通过WREN命令设置了WEL位，都不允许写状态寄存器WRSR。
   内存中的数据，可以被设置为软保护(SPM)，也可以设置为硬保护，其中软保护是通过设置块保护位BP1，BP0。以下两种情况发生时，将会进入硬件保护模式HSM：
 ●  W 引脚输入低电平后，置SRWD位为1；
   ●  置SRWD位为1后，W 引脚输入低电平。
   假如W 引脚一直为高，则硬件保护模式HSM不会被激活，此时只有软件保护模式SPM，使用状态寄存器中的BP1，PB0来设置要保护的内存区域。

硬件保护模式
   W 引脚输入低电平且SRWD位为1时，此时配置为硬件保护模式。进入硬件保护模式下不可修改保护位BP0和BP1的值，保护的范围由BP0和BP1的值决定。

软件保护模式
W 引脚输入低电平和SRWD位的值具有如下组合时，可配置为软件保护模式。

软件保护模式下可以修改保护位BP0和BP1的值来决定保护的内存范围。

上电状态
上电以后，EEPROM将会有如下状态：
  ●  待机模式；
  ●  设备上电后，EEPROM是被取消选择的状态，需要S 下降沿来开启指令传输；
  ●  不在保持状态下；
  ●  写使能锁存位是复位为0的；
  ●  写进度位使复位为0的；
   状态寄存器中的SRWD，BP1和BP0是断电后不会改变的，非易失的。

交货状态
整个内存区域和标识页的字节都设置为0xFF。状态寄存器写禁止位SRWD和块锁存位BP1、BP0都初始化为0。

M95xxx EEPROM写保护配置
   由于状态寄存器中的SRWD，BP1和BP0是断电后不会改变的，非易失的，所以无论是硬件保护还是软件保护，在配置硬件保护或者软件保护时，还需要考虑状态寄存器中的SRWD，BP1和BP0位的上电状态和出厂状态，以保证写保护软件能正常使用。以下是参考的硬件保护、软件保护、不保护的配置方法。

硬件保护配置
W 引脚设置为高电平；
通过WREN指令设置WEL位为1，使能写指令；
通过WRSR指令写入BP1，BP0的保护值；
通过WREN指令设置WEL位为1，使能写指令；
通过WRSR指令将SRWD位设置为高电平；
W 引脚设置为低电平。

软件保护配置
W 引脚设置为高电平；
通过WREN指令设置WEL位为1，使能写指令；
通过WRSR指令写入BP1，BP0的保护值；

不保护配置
W 引脚设置为高电平；
通过WREN指令设置WEL位为1，使能写指令；
通过WRSR指令写入BP1，BP0的保护值为不保护的组合值00；
通过WREN指令设置WEL位为1，使能写指令；
通过WRITE指令写入数据到EEPROM；
以上WRITE命令执行完成后，如果还想写入数据则需要通过WREN指令设置WEL位为1，使能写指令，然后再通过WRITE指令写入数据。

结论
通过对M95xxx系列EEPROM进行写保护介绍，能够快速指导用户编写HOST端对EEPROM内存保护的软件设计，帮助客户快速使用M95xxx系列EEPROM写保护功能，并提醒客户使用中应该从上电、出厂、运行状态考虑。