La memoria flash con indirizzo MAC incorporato può essere veramente d'aiuto in fase di sviluppo

La memoria flash fa parte di pressoché ogni nuovo progetto, dai dispositivi indossabili a batteria, ai sistemi elettronici alimentati in rete. Questi, se eseguono il codice, è facile che contengano memoria flash NOR, grazie all'accesso casuale ad alta velocità, all'elevata affidabilità e al basso consumo energetico offerti da questa tecnologia.

Nel frattempo, il settore continua a sfornare nuove tecnologie flash per migliorare la densità di memoria, la potenza, la larghezza della banda di accesso e le prestazioni. Oggi gli sviluppatori possono usare dispositivi flash NOR con esecuzione in loco (XIP) per eseguire codice direttamente da flash, riducendo con ciò i requisiti relativi alla memoria ad accesso casuale (RAM) ed eliminando la necessità di copiare codice dalla memoria non volatile alla RAM.

Oltre a migliorare sotto il profilo delle prestazioni, i dispositivi flash diventano sempre più intelligenti. Le tecnologie emergenti basate su flash si spingono oltre la memorizzazione e integrano maggiori capacità di gestione del carico di elaborazione, finalizzate all'analisi dei dati, all'interazione con il cloud e ad altri servizi. È una tendenza che conduce direttamente a iniziative come quelle di archiviazione computazionale, dove la tecnologia flash gioca un ruolo di primo piano nell'alimentare la fame di dati degli algoritmi di apprendimento automatico.

Tuttavia, non è detto che, per aiutare gli sviluppatori, le innovazioni che riguardano la memoria flash debbano essere all'avanguardia. A volte è sufficiente una buona idea.

Prendete ad esempio i dispositivi flash SST26VF0xxBEU di Microchip Technology, gli ultimi arrivati della famiglia SST26 SQI di dispositivi NOR seriali con quad I/O seriale (SQI). La famiglia SST26, che si basa sulla tecnologia SuperFlash® sviluppata da Silicon Storage Technology, affiliata di Microchip, punta sulle prestazioni e sull'affidabilità. E sulla facilità d'uso. Gli sviluppatori possono facilmente collegare questi dispositivi a master con Quad SPI come la famiglia di microcontroller SAM D51 di Microchip, basata su core Arm® Cortex®-M4 con unità a virgola mobile (Figura 1).

Figura 1: La famiglia SST26 di Microchip Technology propone dispositivi seriali flash NOR a quattro canali I/O seriali paralleli per abilitare transazioni ad alta velocità con master quad SPI (QSPI). (Immagine per gentile concessione di Microchip Technology)

La nuova serie SST26VF0xxBEU ha le stesse caratteristiche ma incorpora anche un indirizzo MAC univoco in ogni dispositivo.

Indirizzi MAC: perché tanto interesse?

Perché una cosa come questa, relativamente semplice, rappresenta un aiuto così rilevante per gli sviluppatori? Per capirne il motivo, dobbiamo approfondire alcuni aspetti degli indirizzi MAC e della loro assegnazione.

Un indirizzo MAC è un identificatore univoco collegato a qualsiasi scheda di rete (NIC) utilizzata da tecnologie di connettività conosciute come ad esempio Ethernet, il Wi-Fi e altre tecnologie 802.x dell'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Se è corretto, un indirizzo MAC associa il prefisso identificativo univoco di 24 bit dell'organizzazione produttrice dell'hardware (OUI) con un valore di 24 bit o di 40 bit stabilito dal proprietario dell'OUI per ottenere un identificativo univoco esteso di 48 bit (EUI-48) oppure un valore di 64 bit EUI-64 con univocità universale.

Per garantirne l'univocità, gli indirizzi MAC vengono assegnati dalla IEEE Standards Association Registration Authority (RA). L'autorità di registrazione non fornisce singoli indirizzi MAC ma indirizzi MAC in tre blocchi diversi, i cui risultati finali effettivi sono prefissi EUI univoci di tre lunghezze differenti:

• Un prefisso di 24 bit coincidente con l'OUI, che consente al proprietario di assegnare i 24 bit rimanenti in modo da creare oltre 16 milioni (2²⁴) di indirizzi MAC univoci
• Un prefisso di 28 bit, per oltre 1 milione (2²⁰) di indirizzi MAC univoci
• Un prefisso di 36 bit, per 4.096 milioni (2¹²) di indirizzi MAC univoci

Un altro fatto di particolare rilievo per gli sviluppatori è che non tutti i dispositivi a semiconduttore destinati all'utilizzo nei progetti di interfaccia di rete dispongono di un EUI-48 o EUI-64 con univocità universale. I produttori di semiconduttori si rendono conto che gli acquirenti di grandi volumi desiderano assegnare indirizzi MAC con i propri OUI. Persino famiglie di dispostivi le cui specifiche prevedono un indirizzo MAC per i componenti di produzione potrebbero non averne uno per i componenti considerati come prototipi.

Questo insieme di cose può creare difficoltà quando si tratta di realizzare prototipi di progetti complessi come i dispositivi IoT o indossabili che fanno affidamento sulla connettività di rete per la maggior parte delle funzionalità utente. Per la prototipazione, gli sviluppatori potrebbero riciclare un indirizzo univoco conservato appositamente oppure usare un indirizzo MAC ad hoc dotato di univocità nella loro rete di sviluppo. Le difficoltà, naturalmente, sorgono quando si porta il prototipo fuori dall'officina per sottoporlo a test di integrazione più ampi o all'ispezione dei clienti, esponendosi così al rischio di insuccesso delle dimostrazioni e all'obbligo di imbarazzanti spiegazioni.

In passato, l'unico modo in cui gli ingegneri potevano affrontare queste situazioni era pagare l'IEEE. Come abbiamo spiegato prima, tuttavia, l'IEEE assegna solo blocchi di indirizzi. Sfortunatamente persino il blocco più piccolo, che l'autorità di regolamentazione IEEE chiama "blocco (MA-S)" costa diverse centinaia di dollari, senza contare i costi indiretti del tempo necessario per presentare la domanda e attendere il prefisso univoco. Se volete mantenere la segretezza e fare in modo che la vostra identità non compaia nell'elenco pubblico dell'IEEE dovrete pagare oltre un migliaio di dollari per il blocco MA-S ogni anno e per ogni blocco più grande dovrete aggiungerne un migliaio in più. A parte i costi finanziari, se non avete previsto il ritardo per l'acquisizione nella tabella di marcia del vostro progetto molto prima della demo fuori sede non avete chance.

L'indirizzo MAC nella memoria flash: un'ottima idea

Ora vi spieghiamo perché i dispositivi con memoria flash SST26VF0xxBEU di Microchip Technology sono, a modo loro, così innovativi. Invece di affrontare l'intero processo di registrazione gli sviluppatori possono acquistare un indirizzo MAC universalmente univoco, visto che questi dispositivi sono disponibili singolarmente. Microchip assegna a ogni dispositivo un EUI-48 e EUI-64 univoco, rispettivamente nella posizione 261H e 268H della tabella dei parametri rilevabili da Flash seriale (SFDP) degli standard di settore del dispositivo. Gli sviluppatori possono semplicemente eseguire una lettura dell'SFDP per ottenere in sequenza i sei ottetti dell'indirizzo EUI-48 o gli otto ottetti dell'indirizzo EUI-64 in un singolo canale SPI.

Esiste la possibilità che il vostro progetto richieda una certa quantità di flash e che Microchip offra questi dispositivi in una gamma di dimensioni tra cui SST26VF064BEU da 64 MB, SST26VF032BEU da 32 MB e SST26VF016BEU da 16 MB. I dispositivi EEPROM da 2 kbit di Microchip incorporavano già indirizzi MAC, ma la loro presenza all'interno di dispositivi flash ad alta densità può contribuire a ridurre la distinta base e l'ingombro.

Conclusione

Indirizzi MAC universalmente univoci vengono richiesti dalla maggior parte delle tecnologie di rete IEEE 802.x, ma non ogni dispositivo utilizzato per la connettività di rete è dotato di un indirizzo di quel tipo. Se siete ingegneri o ideatori che lavorano su prototipi o su piccole quantità, i dispositivi flash SST26VF di Microchip Technology con indirizzi MAC incorporati rappresentano una valida alternativa all'acquisto di un numero di indirizzi MAC superiore alle vostre necessità. Cosa ne pensate? Ne usereste uno?