Что такое SPD (Serial Presence Detect)?

Что такое SPD (Serial Presence Detect)?

Все современные модули памяти имеют в своем составе микросхему SPD (Serial Presence Detect). Интерфейс последовательного детектирования использует шину управления системой (SMBus - System Management Bus), посредством которой простые микросхемы могут общаться с остальной частью системы. В 1997 году SMBus был объединен с другим расширенным интерфейсом - ACPI (Advanced Configuration and Power Interface), став его неотъемлемой частью.
Принцип использования SPD сводится к передаче данных (при помощи системного BIOS) от микросхемы EEPROM, установленной на модуле, соответствующим регистрам контроллера памяти, находящегося в составе северного моста, через SMBus-интерфейс объединенного контроллера периферийных компонент (южный мост, или концентратор контроллеров ввода/вывода - см. рис. 1). Таким образом, система получает все необходимые данные о модуле и настраивается на оптимальный режим работы, согласно записанным в микросхему SPD значениям.
Общий стандарт SPD (JEDEC Standard No. 21-С, часть 4.1.2) определен на уровне объединенного совета разработчиков электронных устройств (JEDEC - Joint Electronic Device Engineering Council) и предусматривает единую байтовую карту программирования в шестнадцатиричном (HEX) коде, где размещаются данные общим объемом 2048bit (или 256 байтовых полей) - это сделано с целью создать общий стандарт записи основной информации, всесторонне классифицирующей определенный модуль памяти (табл. 1).
Все модули, поддерживающие схему последовательного детектирования, должны в обязательном порядке обеспечивать операции записи страницы как минимум четырех последовательных адресов. Сама схема SPD характеризуется интерфейсным протоколом, размером карты программирования, типом используемых данных и содержанием.

Рис. 1.

Считывание/запись данных из/в EEPROM производится по линии ввода/вывода SDA при помощи сигнала SCL (входящий сигнал синхронизации чтения/записи данных) совместно с сигналами адреса SA[2:0], предусмотренных цоколевкой модуля (рис.2). Система синхронизируется с микросхемой SPD на частоте 80kHz.

Рис. 2.

   Таблица 1

 Карта SPD должна программироваться один раз и больше никогда не меняться - по требованиям основного стандарта после внесения данных в EEPROM, вход WP (Write Protect) устанавливается в положение "non-write" для исключения возможности случайного стирания или умышленной замены содержимого микросхемы. В общем случае вывод WP микросхемы EEPROM, отвечающий за защиту от записи, соединяется с сигнальной линией SWP модуля, на которой уровень сигнала активный высокий по умолчанию (в случае низкого уровня микросхема открыта для записи). Линии SDA и SCL имеют схему включения типа "открытый сток" (Open-drain) или "открытый коллектор" (Open-collector), и требуют внешней подтягивающей нагрузки 47 кОм. Ток утечки источника этих линий должен быть как минимум 3mA, чтобы поддерживать действительный низкий уровень сигнала Стандарт JEDEC Std No. 21-C-4.1.2 регламентирует применение схемы последовательного детектирования в любых модулях памяти независимо от типа применяемого ОЗУ/ПЗУ и форм-фактора. Это придает данной схеме исключительную гибкость и универсальность, поскольку стандарт предусмотрен для настоящих и последующих архитектур, и включает резервные поля для внесения специальной информации, которая потребуется в будущем. Когда стандартизируется специфическая архитектура, отличная от базовой, предусматривающая собственные особенности функционирования, специфическую организацию, индивидуальные характеристики и т.д. - все отражается в схеме SPD: отличия заносятся в резервные биты (если таких характеристик не предусмотрено в текущей), а в общей спецификации описывается соответствующим дополнением, кроме чего, на каждую отдельную характеристику должна присутствовать адресная карта. Общая схема назначения адресных байт SPD SIMM/DIMM приведена в табл. 1.

Все модули памяти, имеющие разный форм-фактор, содержащие память со своими архитектурными особенностями, и в которых применяется схема последовательного детектирования, должны отвечать следующим требованиям:
- известный интерфейсный протокол;
- подходящая (приемлемая) конфигурация модуля;
-стандартизированная архитектура ("глубина", "ширина", количество используемых банков, схема адресации и т.д.);
- поддерживаемая схема проверки ошибок (ECC, Parity и т.д.);
- стандартная или одобренная комиссией "проводная диаграмма" (монтаж и разводка сигнальных трасс на модуле памяти).
Наличие схемы последовательного детектирования на модуле памяти избавляет производителей материнских плат от необходимости вносить оптимальные значения основных временных параметров в системный BIOS, поскольку вся необходимая информация для нормальной настройки подсистемы и ее стабильного функционирования содержится в микросхеме SPD. Кроме этого, механизм SPD может настроить систему и гарантировать устойчивую работу при использовании в подсистеме памяти модулей разной организации, разного объема и имеющих разные значения одноименных параметров (при инициализации системы будут считаны записанные в SPD модуля памяти данные). Перезапись микросхем EEPROM имеет смысл лишь при исправлении дефектов в записанной информации