BL24Cxx系列EEPROM测试总结

EEPROM芯片测试

测试对象

华大半导体|上海贝岭
BL24C128A
BL24C512A
BL24CM1A
BL24CM2A

测试点

1、芯片的使用寿命
2、读写速度
3、全片有效性
4、温度临界值
5、电压临界值

一、芯片的使用寿命

芯片的使用寿命、就是芯片的读写次数，在存储过程中最重要就是数据的可靠性，如果写进去和读上来的不一致，可能会造成重要数据的丢失。
　　芯片手册上一般会注明芯片的读写寿命是多少，如BL24C128A芯片手册上标明的寿命为1百万次。在实际的长运过程中发现，读写了620万+还是没有将一块内存写坏掉，我测试的方式是定义一块指定大小的存储空间，循环写入0x00-0xFF，然后在读上来，对比写进去与读出来的是否一致，不一致的话，错误计数加1。（注意：这里循环写入0x00-0xFF,前一次写入的0x00，那么下一次就写入0x01,依次类推）
　　发现实际测试的读写有效次数与芯片手册的描述有较大的差异，于是询问芯片的技术支持，技术支持的答复是128K这颗芯片，通常的寿命在600w-700w之间，也是测试超过1000w，芯片手册一般按照100w来的。
　　规格书上一般写1百万，只是保证前1百万次读写的百分之百可靠，从前1百万次以后读写数据就变得不可靠，可能这个不可靠的次数是从1000w以后才出来，也可能这个不可靠次数从第101次开始，规格书之所以写1百万，可能是芯片厂家留有回旋的余地吧。大家在使用时候一定要注意，读写寿命，计算好写到不可靠的时间，提前做好软件规避。

芯片类型	使用寿命
BL24C128A	1百万
BL24C512A	1百万
BL24CM1A	4百万
BL24CM2A	1百万

具体见芯片规格书
官网下载地址链接: link

二、读写速度

读写速度，芯片规格书中也有说明，一般分为写单个字节的时间和写一页的时间，根据芯片的容量不同、页大小的不同，这些时间可能会存在一些差异。这个时间与底层驱动写操作之后延迟时间有关，比如你写了一块区域之后，又立刻读上来，可能在你读的过程中芯片还在执行写操作中，那么读回来的数据肯定会有问题呀。EEPROM芯片不像是Flash芯片，有单独的状态寄存器，可以通过读取状态寄存器的值来判断芯片是否处于忙碌状态，所以这里写时间要特别注意。

芯片手册推荐：

芯片类型	写一个字节	写一页	页大小
BL24C128A	3ms	3ms	64字节
BL24C512A	3ms	3ms	128字节
BL24CM1A	5ms	5ms	256字节
BL24CM2A	8ms	8ms	256字节

实际测试数据与芯片手册的数据相近，可以参考芯片手册中的数据。

测试方法：
　　指定地址，写入一个字节数据，然后在读上来，查看写入的和读上来的是否一致。每次改变写操作和读操作之间的延时时间。（IIC驱动写函数中写操作完成后加的毫秒延时），测试页同理，每次写入一整页测试。

三、全片有效性测试

全片有效性测试就是对全片的每一个位进行测试，防止某些位固定为1或者固定为0，导致写入的数据与实际数据不一致。这里的测试方法是全片写入0xAA，再读取上来，观察写入的和读取的数据是否一致。再全片写入0x55，读取比较。循环操作几次，就可以将坏的位筛选出来。这里为什么要写入0xAA、0x55呢？因为0xAA 的二进制为1010 1010， 0x55的二进制为0101 0101，刚好可以将每个位进行0写1、1写0测试。
　　如果是做产品的话，可以将该操作增加到出厂前的测试代码中，检查一遍EEPROM有效性，防止有问题的产品流入市场，减少损失。

四、温度临界值

同样芯片规格书中有明确的说明，芯片的操作温度范围、存储温度范围。自己也最好放到温箱里面实际测试下，跑个下限温度和上限温度。

芯片规格书温度数据（操作温度有的手册中没有注明奇怪）：

芯片类型	操作温度	存储温度
BL24C128A	手册中没有找到	-65℃ to +150℃
BL24C512A	-40℃ to +85℃	-65℃ to +150℃
BL24CM1A	手册中没有找到	-65℃ to +150℃
BL24CM2A	手册中没有找到	-65℃ to +150℃

测试方法：
低温（-40℃）指定区域读写、记录读写不一致次数
高温（+85℃）指定区域读写、记录读写不一致次数
　　如果你的芯片应用场合是那种高温或者低温环境，这个温箱测试就很有必要了，之前有遇到过市场问题就和应用环境问题有关，家里找了半天不复现。

五、电压临界值

EEPROM芯片电源供电一般由板子供电，如果在板子刚上电的时候，芯片的供电电压还不稳定时，读写芯片可能会存在一些未知的风险和错误。故测试电压临界值就很有必要了，一般芯片规格书中都有说明供电电压的范围。
　　电源过低或者过高时想要保证数据操作的可靠性，就和IIC驱动中的时钟高电平的最短保持时间和最长保持时间有关系，之前看IIC驱动代码时，一直不太明白使用IO口模拟IIC时序时，时钟线的延时时间有怎样定义的，不同的代码延时时间不尽相同。看了芯片手册才明白，一般供电电压不同，芯片识别的时钟信号低电平和高电平的保持时间不相同，为了保证芯片正常工作，时钟电平的保持时间一般都会大于所需最长的保持时间。
如：BL24C128A芯片

电压范围在1.7V-2.5V之间：
　　时钟低电平持续时间必须大于等于1.3us
　　时钟高电平持续时间必须大于等于0.6us
电压范围在2.5V-5.5V之间：
　　SLK_L >= 0.5us
　　SLK_H >= 0.26us
　　为了考虑到电压的1.7V-2.5V、所以你的驱动中时钟低/高电平最短持续时间应该大于1.3us。我看过之前的IIC驱动基本时间都是4us、5us的，应该满足了大部分的EEPROM芯片的要求，如果你在编写一款EEPROM芯片的驱动，一定要注意下这个点。

测试方法：
　　EEPROM芯片电源引脚外接可变电源，调节不同电源电压在规定范围下，修改IIC驱动的时钟芯片保持时间，观察读写状态。
（修改IIC_DELAY_US宏的值）

六、编程注意

如果你的驱动程序想兼容所有BL系列芯片，需要注意以下两点：
第一点：
　　时钟信号低/高电平最短保持时间，应当与需要时间最长的芯片为准。
第二点：
　　芯片的设备地址和操作地址需要注意

BL24C128A的设备地址中A2\A1\A0作为设备地址、那就是最多可以挂2^3个芯片。

　　对于大容量的芯片而言，16位地址显然是不够的，厂商做了一个骚操作，将设备中A0当做操作地址高位B16来传输。对于BL24CM1A芯片，只有A2\A1作为设备地址，那就最多挂2^2个芯片，同时读写操作时也应当注意，BL24CM2A也同理。