GD25Qxx芯片解读

nor flash是一种非易失闪存技术,是intel在1988年创建。nor和nand是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码,这时nor闪存更适合一些,而nand则是高数据存储密度的理想解决方案。
nor的特点是芯片内执行(xip, executein place),这样应用程序可以直接在flash闪存内运行,不必再把代码读到系统ram中。nor的传输效率很高,在1~4mb的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。nand结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。应用nand的困难在于flash的管理需要特殊的系统接口。目前全球90%市场在前5大nor flash公司,他们是:美光、旺宏、华邦、cypress(已收购台湾宜扬科技)、兆易创新。其它百分之十的市场被国内的xmc(武汉新芯)、puya(普冉)、boya(博雅)、yichu(易储)、xtx(芯天下)和其他品牌等占有。nor flash目前的晶圆厂有:台积电、华润上华、联华电子、和舰科技、华虹nec、华力微电子、武汉新芯、中芯国际等,前几大封装测试厂有:日月光、安靠封测、矽品科技、京隆科技、南通富士通、华润安盛、天水华天等。1,一般描述
    先记住下面的参数:
               •page:256 bytes•sector:16 pages(4kb)•block:16 sector(64kb)
gd25q80•8m-bit(1024k bytes)•4096个page•256个sector•16个block
gd25q16•16m-bit(2048k bytes)•8192个page•512个sector•32个block
数据写入的时候只能按照page来写入,最多一次只能写256个字节,也就是一个页的空间。每次写入都要先擦除。数据擦除只能按扇区擦除或按块擦除。可以按 16 页一组(4kb 扇区擦除)、128 页一组(32kb 块擦除)、256 页一组(64kb 块擦除)或者整片擦除(chip erase)。支持标准的 spi(serial peripheral interface),也支持高性能的 dual/quad i/o spi。支持的 spi 时钟频率高达 120mhz,以及当使用快速读 dual/quad i/o 指令时,dual i/o 模式的等效时钟频率 240mhz(120mhz * 2)和 quad i/o 模式的 480mhz(120mhz * 2)。这样的传输速率超过标准的异步 8 位和 16 位的并行 flash 存储器。hold 管脚和 write protect 管脚提供了更进一步的控制灵活性。此外,设备支持 128 位唯一uid号。数据保存时间20年,而eeprom的数据保存时间有100年。
2,管脚描述写保护(write protect)管脚用于预防状态寄存器被写,该功能需要结合状态寄存器的块保护(block protect)位(cmp,sec,tb,bp2,bp1 和 bp0)以及状态寄存器的保护位(srp0)一起使用。小至 4kb 的扇区,大致整个存储阵列都能被硬件保护。/wp 管脚低电平有效,如果状态寄存器2 的 qe 位被置为 quad i/o,/wp 管脚的功能不再是写保护,而是 io2。
hold(/hold)
/hold 管脚允许设备被选中后能够暂停,当 /hold 管脚被拉低且 /cs 为低电平时,do 管脚将变成高阻抗,而 di 和 clk 管脚将会被忽略。当 /hold 被拉高,设备操作恢复。在多个设备共享同一个 spi 信号时,/hold 功能就很有用了。/hold 管脚低电平有效,当状态寄存器2 的 qe 位被置为 quad i/o 时,/hold 管脚功能失效,而变成 io3。serial clock(clk)spi 串行时钟输入管脚为串行输入和输出操作提供时序。双倍spi指令使用”fast read dual output and dual i/o(3b和bbhex)”指令支持双倍速spi操作。这些指令允许数据以正常速度的两到三倍的在设备间传输。双倍读指令适用于 上电时快速加载代码到ram 或者 直接从spi总线上执行代码(xip) 的情形。当使用双倍速spi指令时,di和do引脚将充当 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。这些指令允许数据以正常速度的四到六倍的在设备间传输。四倍读指令显著提升连续和随机访问传输速度,这速度满足将代码快速加载到ram或者直接在spi总线上执行(xip)。使用四倍速spi指令时,di和do引脚将充当 io 0和io 1 ,wp和hold充当io2 和io 3。四倍速spi指令要求状态寄存器2中的qe功能位打开。3,内存区分类gd25q32的容量是32mbit,也就是32/8=4mb字节=4*1024=4096kb字节。gd25q32规定每64kb字节作为一个块,所以该芯片总共分成了 4096k/64k=64个块。gd25q32还规定每4kb字节作为一个扇区,所以每一块总共分成了 64k/4k=16个扇区。gd25q32还规定每456字节作为一页,所以每一扇区总共分成了4*1024/256/4k=16个扇区。

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