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GD25Qxx芯片解讀

撞上電子 ? 2023-05-15 09:18 ? 次閱讀

NOR Flash是一種非易失閃存技術,是Intel在1988年創建。NOR和NAND是現在市場上兩種主要的非易失閃存技術。大多數情況下閃存只是用來存儲少量的代碼,這時NOR閃存更適合一些,而NAND則是高數據存儲密度的理想解決方案。

NOR的特點是芯片內執行(XIP, eXecuteIn Place),這樣應用程序可以直接在flash閃存內運行,不必再把代碼讀到系統RAM中。NOR的傳輸效率很高,在1~4MB的小容量時具有很高的成本效益,但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。NAND結構能提供極高的單元密度,可以達到高存儲密度,并且寫入和擦除的速度也很快。應用NAND的困難在于flash的管理需要特殊的系統接口。目前全球90%市場在前5大NOR FLASH公司,他們是:美光、旺宏、華邦、CYPRESS(已收購臺灣宜揚科技)、兆易創新。其它百分之十的市場被國內的XMC(武漢新芯)、PUYA(普冉)、BOYA(博雅)、YICHU(易儲)、XTX(芯天下)和其他品牌等占有。NOR FLASH目前的晶圓廠有:臺積電、華潤上華、聯華電子、和艦科技、華虹NEC、華力微電子、武漢新芯、中芯國際等,前幾大封裝測試廠有:日月光、安靠封測、矽品科技、京隆科技、南通富士通、華潤安盛、天水華天等。1,一般描述
先記住下面的參數:

?Page:256 Bytes?Sector:16 Pages(4KB)?Block:16 Sector(64KB)
GD25Q80?8M-bit(1024K Bytes)?4096個Page?256個Sector?16個Block
GD25Q16?16M-bit(2048K Bytes)?8192個Page?512個Sector?32個Block

數據寫入的時候只能按照Page來寫入,最多一次只能寫256個字節,也就是一個頁的空間。每次寫入都要先擦除。數據擦除只能按扇區擦除或按塊擦除。可以按 16 頁一組(4KB 扇區擦除)、128 頁一組(32KB 塊擦除)、256 頁一組(64KB 塊擦除)或者整片擦除(chip erase)。支持標準的 SPI(Serial Peripheral Interface),也支持高性能的 Dual/Quad I/O SPI。支持的 SPI 時鐘頻率高達 120MHz,以及當使用快速讀 Dual/Quad I/O 指令時,Dual I/O 模式的等效時鐘頻率 240MHz(120MHz * 2)和 Quad I/O 模式的 480MHz(120MHz * 2)。這樣的傳輸速率超過標準的異步 8 位和 16 位的并行 Flash 存儲器。Hold 管腳和 Write Protect 管腳提供了更進一步的控制靈活性。此外,設備支持 128 位唯一UID號。數據保存時間20年,而EEPROM的數據保存時間有100年。

2,管腳描述

寫保護(Write Protect)管腳用于預防狀態寄存器被寫,該功能需要結合狀態寄存器的塊保護(Block Protect)位(CMP,SEC,TB,BP2,BP1 和 BP0)以及狀態寄存器的保護位(SRP0)一起使用。小至 4KB 的扇區,大致整個存儲陣列都能被硬件保護。/WP 管腳低電平有效,如果狀態寄存器2 的 QE 位被置為 Quad I/O,/WP 管腳的功能不再是寫保護,而是 IO2。
HOLD(/HOLD)
/HOLD 管腳允許設備被選中后能夠暫停,當 /HOLD 管腳被拉低且 /CS 為低電平時,DO 管腳將變成高阻抗,而 DI 和 CLK 管腳將會被忽略。當 /HOLD 被拉高,設備操作恢復。在多個設備共享同一個 SPI 信號時,/HOLD 功能就很有用了。/HOLD 管腳低電平有效,當狀態寄存器2 的 QE 位被置為 Quad I/O 時,/HOLD 管腳功能失效,而變成 IO3。Serial Clock(CLK)SPI 串行時鐘輸入管腳為串行輸入和輸出操作提供時序。雙倍SPI指令使用”Fast Read Dual Output and Dual I/O(3B和BBhex)”指令支持雙倍速SPI操作。這些指令允許數據以正常速度的兩到三倍的在設備間傳輸。雙倍讀指令適用于 上電時快速加載代碼到RAM 或者 直接從SPI總線上執行代碼(XIP) 的情形。當使用雙倍速SPI指令時,DI和DO引腳將充當 IO 0和IO 1.四倍速SPI指令使用”Fast Read Quad Output”、” Fast Read Quad I/O” 、”Word Read Quad I/O” 和 “Octal Word Quad I/O”指令(6B、EB、E7、E3)支持四倍速SPI操作。這些指令允許數據以正常速度的四到六倍的在設備間傳輸。四倍讀指令顯著提升連續和隨機訪問傳輸速度,這速度滿足將代碼快速加載到RAM或者直接在SPI總線上執行(XIP)。使用四倍速SPI指令時,DI和DO引腳將充當 IO 0和IO 1 ,WP和HOLD充當IO2 和IO 3。四倍速SPI指令要求狀態寄存器2中的QE功能位打開。3,內存區分類GD25Q32的容量是32Mbit,也就是32/8=4MB字節=4*1024=4096KB字節。GD25Q32規定每64KB字節作為一個塊,所以該芯片總共分成了 4096K/64K=64個塊。GD25Q32還規定每4KB字節作為一個扇區,所以每一塊總共分成了 64K/4K=16個扇區。GD25Q32還規定每456字節作為一頁,所以每一扇區總共分成了4*1024/256/4K=16個扇區。

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