Flashminne med inbyggd MAC-adress kan verkligen hjälpa till i utvecklingsarbetet

Flashminne är en del av nästan alla nya designer för allt från batteridrivna bärbara enheter till större elnätsanslutna elektroniska system. Om det kör kod finns det troligen ett NOR-flashminne, på grund av NOR-teknikens snabba direktåtkomst, höga tillförlitlighet och låga strömförbrukning.

Under tiden fortsätter branschen att ta fram nya flashtekniker som flyttar fram gränserna för minnesdensitet, effekt, åtkomstbandbredd och prestanda. Nu kan utvecklare använda XIP-NOR-flashenheter (XIP – execute-in-place) för att köra kod direkt från flash, vilket minskar kraven på RAM-minne och tar bort behovet att kopiera kod från icke-flyktigt minne till RAM.

Förutom förbättringar i prestandaegenskaper blir flashenheter ständigt smartare. Nya flashbaserade tekniker klarar mer än bara ren lagring för att integrera funktioner utformade för att hantera mer av bearbetningsbelastningen för dataanalys, molninteraktion och andra tjänster. Den här trenden leder direkt till initiativ som datalagringsarbete där flashminne spelar en ledande roll i att mata den glupska aptiten hos maskininlärningsalgoritmer.

Men ibland behöver flashförbättringarna inte ligga i den tekniskt absoluta framkanten för att hjälpa utvecklarna. Ibland krävs bara en bra idé.

Ta till exempel Microchip Technologys SST26VF0xxBEU-flashenheter, de senaste medlemmarna i Microchip Technologys SST26 SQI-familj med SQI-NOR-enheter (SQI – serial quad I/O). SST26-familjen, som baseras på SuperFlash®-tekniken som utvecklats av Microchip dotterbolag Silicon Storage Technology, är byggd för prestanda och tillförlitlighet. De är också enkla att använda. Utvecklare kan också lätt ansluta dem till fyrdubbla SPI-mastrar som Microchips SAM D51-microcontroller-familj, som baseras på Arm® Cortex®-M4F-kärnan med flyttalsenhet (figur 1).

Figur 1: SST26-familjen från Microchip Technology, seriella NOR-flashenheter erbjuder fyra parallella seriella I/O-kanaler för att möjliggöra höghastighetstransaktioner med QSPI-mastrar. (Bildkälla: Microchip Technology)

Den nya SST26VF0xxBEU-serien har samma egenskaper men har även inbäddat en global MAC-adress i varje enhet.

MAC-adresser: Vad är grejen?

Så varför är den jämförelsevis enkla förbättringen en så stor hjälp för utvecklare? För att förstå det måste vi gå in på lite fakta om MAC-adresser och hur de etableras.

En MAC-adress är såklart en unik identifierare ansluten till alla NIC-enheter och används i välbekanta anslutningsalternativ som Ethernet, Wi-Fi och andra IEEE 802.x-tekniker. Rätt konstruerad kombinerar en MAC-adress en 24-bitars organisationsunik identifierare, ett så kallat OUI-prefix, med ett 24-bitars eller 40-bitars värde som fastställs av OUI-ägaren för att skapa en 48-bitars utökad unik identifierare, EUI-48, eller ett 64-bitarsvärde, EUI-64, som är globalt unikt.

För att säkerställa att MAC-adresserna är unika allokeras de av IEEE Standards Association Registration Authority (RA). IEEE RA tillhandahåller inte individuella MAC-adresser. I stället levereras MAC-adresser i tre olika block med faktiska leverabler som är unika EUI-prefix i tre olika längder:

• Ett 24-bitarsprefix som motsvarar OUI, vilket gör att ägaren kan tilldela resten av 24 bitarna för att skapa 2²⁴ (>16 miljoner) unika MAC-adresser
• Ett 28-bitarsprefix, för 2²⁰ (>1 miljon) unika MAC-adresser
• Ett 36-bitarsprefix, för 2¹² (4 096) unika MAC-adresser

Ett annat faktum som är särskilt viktigt för utvecklare är att inte alla halvledarenheter som är tänkta att användas i nätverksgränssnittsdesigner levereras med globalt unikt EUI-48 eller EUI-64. Halvledartillverkare inser att volymköpare vill etablera MAC-adresser med egna OUI. Till och med enhetsfamiljer som anges ha en unik MAC-adress i produktionsdelar kan sakna dem i delar avsedda som tekniska provexemplar.

Allt detta kan göra det svårt när det gäller prototypning av komplexa konstruktioner som IoT-enheter eller bärbara enheter som är beroende av nätverksanslutning för majoriteten av användarfunktionerna. För prototypning kan utvecklare återanvända en unik adress som används för just det ändamålet eller använda en adhoc-MAC-adress som de vet är unik för utvecklingsnätverket. Svårigheten är såklart att ta prototypen från butiken för bredare integreringstester eller slutlig kundinspektion, vilket kan leda till misslyckade demonstrationer och obekväma förklaringar.

Tidigare kunde ingenjörerna bara hantera detta genom att betala IEEE. Men, som nämns ovan, allokerar IEEE bara adresser i block. Tyvärr kostar till och med det minsta blocket, som IEEE RA kallar för MA-S-block (MAC Address small), flera hundra dollar – för att inte tala om de indirekta kostnaderna för att tillämpa och vänta på det unika prefixet. Om du är i dolt läge och vill hålla din identitet borta från IEE:s offentliga lista betalar du över 1 000 dollar för MA-S-blocket varje år, och varje större block lägger till ytterligare 1 000 per block på det. Förutom de kostnaderna är det synd om du inte har budgeterat för anskaffningsfördröjningen i projektplanen långt innan den viktiga offsite-demon.

MAC i flash: En bra idé

Så här är anledningen till varför SST26VF0xxBEU-flashminnesenheter från Microchip Technology är innovativa på sitt eget sätt. I stället för att åta sig hela registreringsprocessen kan utvecklare skaffa en global unik MAC-adress eftersom dessa enheter är tillgängliga enskilt. Microchip tillhandahåller varje enhet med en unik EUI-48 och EUI-64 på platserna 261H respektive 268H i enhetens branschstandardinställda SFDP-tabell (Serial Flash Discoverable Parameters). Utvecklare utför helt enkelt en SFDP-läsning för att sekventiellt läsa de sex oktetterna för EUI-48-adressen eller de åtta oktetterna för EUI-64-adressen på en enstaka SPI-kanal.

Din design kräver sannolikt någon mängd flashminne och Microchip erbjuder dessa enheter i flera olika storlekar, till exempel 64 megabyte (Mbyte) SST26VF064BEU, 32 Mbyte SST26VF032BEU och 16 Mbyte SST26VF016BEU. Microchip har tillhandahållit inbäddade MAC-adresser tidigare i några av företagets 2 kbit EEPROM-enheter, men deras tillgänglighet i flashenheter med hög densitet kan hjälpa till att minska artikellistor och konstruktionarbetet.

Slutsatser

Globalt unika MAC-adresser är ett grundläggande krav för de flesta IEEE 802.x-nätverksteknikerna men det är inte alla enheter som används för nätverksanslutning som levereras med en sådan adress. Om du är ingenjör eller tillverkare som arbetar med prototyper eller små kvantiteter får du med Microchip Technologys SST26VF-flashenheter inbäddade MAC-adresser ett effektivt alternativ till att köra fler MAC-adresser än du behöver. Vad tror du? Skulle du använda en sådan enhet?