主流Flash廠商關(guān)于QE位與IO功能復用關(guān)聯(lián)設計

大家好，我是痞子衡，是正經(jīng)搞技術(shù)的痞子。今天痞子衡給大家講的是幾家主流QuadSPI NOR Flash廠商關(guān)于QE位與IO功能復用關(guān)聯(lián)設計。

痞子衡之前寫過一篇文章 《串行NOR Flash下載/啟動常見影響因素之QE bit》，這篇文章介紹了幾家主流廠商關(guān)于 QE bit 在 Flash 內(nèi)部寄存器位置以及寫入命令上的差異。今天這篇文章，咱們接著往下聊，講一講這幾家廠商在 QE bit 與 I/O 引腳功能復用關(guān)系設計上的差異。

QuadSPI NOR Flash 的常見封裝形式有：8-Pin SOIC/SOP/DIP/WSON/USON、16-Pin SOIC/SOP、WLCSP-21、TFBGA-24 等，本文主題是關(guān)于 I/O 引腳功能復用，顯然只有引腳較少的型號才會做引腳復用設計，所以咱們主要聊得是如下典型芯片的那些 8-Pin 封裝的型號：

華邦 W25Q128JWSIM
旺宏 MX25L12833F
兆易創(chuàng)新 GD25LE128D
鎂光 MT25QL128ABA
芯成 IS25WP128
英飛凌 S25FL128L
瑞薩 AT25SL128A

一、各廠商設計

1.1 華邦 Winbond

華邦的芯片引腳復用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 HOLD# 或者 RESET# 功能。

芯片內(nèi)部 Status Register-2[1] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是數(shù)據(jù)傳輸信號還是復用的WP#、HOLD#/RESET# 信號。這里有一個注意點，芯片絲印末位為 Q 的型號（比如W25Q128JWSSIQ）出廠默認 QE 為 1，并且不可更改為 0 （據(jù)說這是華邦為了某大客戶省去 IO2/3 上拉煩惱而特意做的設計，并順便推廣了）。

當 QE = 0 時，IO3 引腳到底是 HOLD# 功能還是 RESET#，這是 Status Register -3[7] 來決定的：

當 QE = 0 且 IO3 被配置為 RESET# 時，因為是低電平有效，為了保證不會誤復位 Flash，需要給 IO3 加外部上拉（Flash 內(nèi)部沒有上拉）。如果此時想利用這個 RESET# 引腳復位 Flash，需持續(xù)拉低至少 tRESET 時間，F(xiàn)lash 會在最長 tRST 時間后才能正常響應讀寫操作。

1.2 旺宏 Macronix

旺宏的芯片引腳復用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 RESET# 功能（是的，沒有 HOLD# 功能）。旺宏家有一個特色就是當 IO2/3 沒有物理上的信號連接時，其會保持內(nèi)部弱上拉狀態(tài)。

芯片內(nèi)部 Status Register[6] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是數(shù)據(jù)傳輸信號還是復用的WP#、RESET# 信號。

如果要借助 RESET# 引腳做 Flash 復位，旺宏家數(shù)據(jù)手冊里這部分寫得特別詳細，還區(qū)別了不同 Flash 狀態(tài)下做復位后所需要的 tREADY2 時間。

1.3 兆易創(chuàng)新 GigaDevice

兆易創(chuàng)新的芯片引腳復用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 HOLD# 功能（是的，沒有名義上的 RESET# 功能）。Flash 廠商前三強關(guān)于這里的設計都不同。

需要注意的是兆易創(chuàng)新家也有一個特色就是當 CS# 拉高且 HOLD# 拉低時，也有 Flash 復位效果，這感覺 IO3 的復用功能是根據(jù) CS# 信號狀態(tài)來切換的。

芯片內(nèi)部 Status Register-2[1] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是數(shù)據(jù)傳輸信號還是復用的WP#、HOLD# 信號。

因為沒有名義上的 RESET# 功能，所以數(shù)據(jù)手冊里的 AC 表主要是為軟件 Reset 命令寫的，但是相信也適用隱藏的 RESET# 功能。

1.4 鎂光 Micron

鎂光家的做法就更有意思了，IO2 上加了 WP# 功能這個沒異議，IO3 上功能復用直接提供兩種不同型號，要么是 HOLD#，要么是 RESET#。

當然鎂光家最大的特色是并沒有 QE 控制位，IO2/3 具體功能主要靠當前命令類型來決定：如果是 Single SPI 或者 Dual I/O SPI 傳輸，則 IO2/3 是 WP#/RESET#/HOLD# 功能；如果是 Quad I/O SPI 傳輸，則 IO2/3 用于傳輸數(shù)據(jù)。

此外，鎂光家還在 Configuration Register[4] 里讓用戶可以選擇是否關(guān)閉 IO3 的 Reset/Hold 復用功能。

關(guān)于 RESET# 信號時序，鎂光數(shù)據(jù)手冊里也寫得比較詳細。

1.5 芯成 ISSI

芯成的芯片引腳復用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 HOLD# 或者 RESET# 功能。跟華邦家設計一致。

芯片內(nèi)部 Status Register[6] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是數(shù)據(jù)傳輸信號還是復用的WP#、HOLD#/RESET# 信號。

當 QE = 0 時，IO3 引腳到底是 HOLD# 功能還是 RESET#，這是 Read Register[7] 來決定的：

關(guān)于 RESET# 信號時序，芯成數(shù)據(jù)手冊里寫得與華邦、兆易創(chuàng)新一樣比較粗略。

1.6 英飛凌（原Spansion）

英飛凌的芯片引腳復用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 RESET# 功能。跟旺宏家設計一致。英飛凌家明確地給 IO2/3 內(nèi)部加了上拉，不用可以直接懸空。

芯片內(nèi)部 Configuration Register-1 Volatile[1] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是數(shù)據(jù)傳輸信號還是復用的WP#、RESET# 信號。

此外，英飛凌家還在 Configuration Register-2 Volatile[7] 里讓用戶可以選擇是否關(guān)閉 IO3 的 RESET# 復用功能。

關(guān)于 RESET# 信號時序，英飛凌數(shù)據(jù)手冊里寫得比較簡潔。

1.7 瑞薩（原Adesto）

瑞薩的芯片引腳復用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 HOLD# 功能。IO2/3 內(nèi)部也加了上拉。

芯片內(nèi)部 Status Register-2[1] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是數(shù)據(jù)傳輸信號還是復用的WP#、HOLD# 信號。

因為 8-Pin 封裝完全沒有硬件 RESET# 信號設計，所以就不介紹復位時序了。

二、快速對比表

至此，主流QuadSPI NOR Flash廠商關(guān)于QE位與IO功能復用關(guān)聯(lián)設計痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪里~~~