痞子衡嵌入式：主流QuadSPI NOR Flash廠商關於QE位與IO功能複用關聯設計

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　　大家好，我是痞子衡，是正經搞技術的痞子。今天痞子衡給大家講的是幾家主流QuadSPI NOR Flash廠商關於QE位與IO功能複用關聯設計。

　　痞子衡之前寫過一篇文章 《序列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於 QE bit 在 Flash 內部暫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 引腳功能複用關係設計上的差異。

　　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，本文主題是關於 I/O 引腳功能複用，顯然只有引腳較少的型號才會做引腳複用設計，所以咱們主要聊得是如下典型晶片的那些 8-Pin 封裝的型號：

華邦 W25Q128JWSIM
旺宏 MX25L12833F
兆易創新 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

　　華邦的晶片引腳複用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 HOLD# 或者 RESET# 功能。

　　晶片內部 Status Register-2[1] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是資料傳輸訊號還是複用的WP#、HOLD#/RESET# 訊號。這裡有一個注意點，晶片絲印末位為 Q 的型號（比如W25Q128JWSSIQ）出廠預設 QE 為 1，並且不可更改為 0 （據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，並順便推廣了）。

　　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 被設定為 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 內部沒有上拉）。如果此時想利用這個 RESET# 引腳復位 Flash，需持續拉低至少 tRESET 時間，Flash 會在最長 tRST 時間後才能正常響應讀寫操作。

1.2 旺宏 Macronix

　　旺宏的晶片引腳複用主要是 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 沒有物理上的訊號連線時，其會保持內部弱上拉狀態。

　　晶片內部 Status Register[6] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是資料傳輸訊號還是複用的WP#、RESET# 訊號。

　　如果要藉助 RESET# 引腳做 Flash 復位，旺宏家資料手冊裡這部分寫得特別詳細，還區別了不同 Flash 狀態下做復位後所需要的 tREADY2 時間。

1.3 兆易創新 GigaDevice

　　兆易創新的晶片引腳複用主要是 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 廠商前三強關於這裡的設計都不同。

　　需要注意的是兆易創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 的複用功能是根據 CS# 訊號狀態來切換的。

　　晶片內部 Status Register-2[1] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是資料傳輸訊號還是複用的WP#、HOLD# 訊號。

　　因為沒有名義上的 RESET# 功能，所以資料手冊裡的 AC 表主要是為軟體 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 上功能複用直接提供兩種不同型號，要麼是 HOLD#，要麼是 RESET#。

　　當然鎂光家最大的特色是並沒有 QE 控制位，IO2/3 具體功能主要靠當前命令型別來決定：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 用於傳輸資料。

　　此外，鎂光家還在 Configuration Register[4] 裡讓使用者可以選擇是否關閉 IO3 的 Reset/Hold 複用功能。

　　關於 RESET# 訊號時序，鎂光資料手冊裡也寫得比較詳細。

1.5 芯成 ISSI

　　芯成的晶片引腳複用主要是 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。

　　晶片內部 Status Register[6] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是資料傳輸訊號還是複用的WP#、HOLD#/RESET# 訊號。

　　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：

　　關於 RESET# 訊號時序，芯成資料手冊裡寫得與華邦、兆易創新一樣比較粗略。

1.6 英飛凌（原Spansion）

　　英飛凌的晶片引腳複用主要是 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 內部加了上拉，不用可以直接懸空。

　　晶片內部 Configuration Register-1 Volatile[1] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是資料傳輸訊號還是複用的WP#、RESET# 訊號。

　　此外，英飛凌家還在 Configuration Register-2 Volatile[7] 裡讓使用者可以選擇是否關閉 IO3 的 RESET# 複用功能。

　　關於 RESET# 訊號時序，英飛凌資料手冊裡寫得比較簡潔。

1.7 瑞薩（原Adesto）

　　瑞薩的晶片引腳複用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 HOLD# 功能。IO2/3 內部也加了上拉。

　　晶片內部 Status Register-2[1] 是 QE 控制位，決定了 IO2/3 到底是資料傳輸訊號還是複用的WP#、HOLD# 訊號。

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

二、快速對比表

廠商型號	複用情況	QE位控制	IO3複用功能選擇	IO2/3上拉情況
華邦 W25Q128JWSIM	IO2與WP# IO3與HOLD#/RESET#	Status Register-2[1]	Status Register-3[7]	無內部上拉
旺宏 MX25L12833F	IO2與WP# IO3與RESET#	Status Register[6]	N/A	內部弱上拉（僅當懸空時）
兆易創新 GD25LE128D	IO2與WP# IO3與HOLD#	Status Register-2[1]	CS#	無內部上拉
鎂光 MT25QL128ABA	IO2與WP# IO3與HOLD# IO3與RESET#	傳輸命令型別	Config Register[4]開關	無內部上拉
芯成 IS25WP128	IO2與WP# IO3與HOLD#/RESET#	Status Register[6]	Read Register[7]	無內部上拉
英飛凌 S25FL128L	IO2與WP# IO3與RESET#	Config Register-1[1]	Config Register-2[7]	內部上拉
瑞薩 AT25SL128A	IO2與WP# IO3與HOLD#	Status Register-2[1]	N/A	內部上拉

　　至此，主流QuadSPI NOR Flash廠商關於QE位與IO功能複用關聯設計痞子衡便介紹完畢了，掌聲在哪裡~~~

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