3V 64位 带双和四SPI的串行闪存

元器件信息   2022-11-23 10:51   235   0  


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一般说明
w25q64cv(64m位)串行闪存为空间、管脚和电源有限的系统提供了存储解决方案。25Q系列的灵活性和性能远远超过普通的串行闪存设备。它们非常适合对ram进行代码跟踪,直接从dual/quad spi(xip)执行代码,并存储语音、文本和数据。该设备在一个2.7V至3.6V的电源上工作,电流消耗低至4MA激活,1微A断电。
W25Q64cv支持标准串行外围接口(SPI)、高性能双/四输出以及双/四I/O SPI:串行时钟、芯片选择、串行数据I/O0(DI)、I/O1(DO)、I/O2(/WP)和I/O3(/HOLD)。支持高达80MHz的SPI时钟频率,允许在使用快速读取的双/四I/O指令时,双I/O的等效时钟频率为160MHz(80MHz x 2),四I/O的等效时钟频率为320MHz(80MHz x 4)。这些传输速率可以优于标准的异步8位和16位并行闪存。连续读取模式允许高效的内存访问,读取24位地址的指令开销只有8个时钟,允许真正的xip(就地执行)操作。
特征
Spiflash存储器系列
–W25Q64cv:64M位/8M字节(8388608)
–标准spi:clk,/cs,di,do,/wp,/hold
–双SPI:CLK,/CS,IO0,IO1,/WP,/HOLD
–四SPI:CLK,/CS,IO0,IO1,IO2,IO3
最高性能串行闪存
–80MHz双/四SPI时钟
–160/320MHz等效双/四SPI
–40MB/s连续数据传输速率
–高达普通串行闪存的8倍
–超过100000次擦除/程序周期(1)
–超过20年的数据保留
高效的“连续读取模式”
–低指令开销
–连续读取,8/16/32/64字节换行
–只需8个时钟即可寻址内存
–允许真正的xip(就地执行)操作
–优于x16并行闪存
高效的“连续读取模式”–单个2.7至3.6V电源
–4MA有功电流,<1微安断电(典型)
-40°C至+85°C工作范围
具有4KB扇区的灵活架构-统一扇区/块擦除(4/32/64K字节)
–编程1到256字节
–擦除/程序挂起和恢复
高级安全功能
–软件和硬件写保护
–顶部/底部,4KB补充阵列保护
–电源锁定和OTP保护
–每个设备的64位唯一ID
–可发现参数(SFDP)寄存器
–带OTP锁的3x256字节安全寄存器
–易失性和非易失性状态寄存器位
节省空间的包装
–8针SOIC 208 mil
–8垫wson 6x5 mm/8x6 mm(2)
–16针SOIC 300 mil
–8针PDIP 300 mil
–24球TFBGA 8x6毫米
–联系Winbond获取KGD和其他选项
注释1。工业和汽车温度超过100000个块擦除/程序周期;根据AEC-Q100测试超过10000个全芯片擦除/程序周期。
封装类型和引脚配置

1芯片选择(/cs)
spi chip select(/cs)管脚启用和禁用设备操作。当/cs为高时,设备被取消选择,串行数据输出(do或io0、io1、io2、io3)引脚处于高阻抗。当取消选择时,除非正在进行内部擦除、程序或写入状态寄存器循环,否则设备功耗将处于待机状态。当/cs降低时,将选择设备,功耗将增加到活动级别,可以向设备写入指令并从设备读取数据。通电后,/cs必须从高转换到低,才能接受新指令。/CS输入必须跟踪通电时的VCC电源电平(参见“写保护”和图38)。如果需要,可以使用/cs上的拉阻器来完成此操作。
串行数据输入、输出和IOS(DI、DO和IO0、IO1、IO2、IO3)
W25Q64cv支持标准SPI、双SPI和四SPI操作。标准SPI指令使用单向DI(输入)管脚将指令、地址或数据串行写入串行时钟(CLK)输入管脚上升沿上的设备。标准spi还使用单向do(输出)从clk下降沿上的设备读取数据或状态。
双SPI和四SPI指令使用双向IO管脚将指令、地址或数据串行写入CLK上升沿上的设备,并从CLK下降沿上的设备读取数据或状态。quad spi指令要求设置状态寄存器2中的非易失性quad enable位(qe)。当qe=1时,/wp pin变为io2,/hold pin变为io3。
写保护(/wp)
写入保护(/wp)引脚可用于防止写入状态寄存器。与状态寄存器的块保护(cmp、sec、tb、bp2、bp1和bp0)位和状态寄存器保护(srp)位一起使用,小到4kb扇区或整个内存阵列的一部分可以受到硬件保护。/WP引脚处于低激活状态。当状态寄存器-2的qe位被设置为四输入/输出时,/wp pin功能不可用,因为该pin用于i o 2。四路I/O操作的引脚配置见图1A-E。
保持(/保持)
/hold pin允许在设备处于活动状态时暂停设备。当/hold变低时,当/cs变低时,do管脚将处于高阻抗,di和clk管脚上的信号将被忽略(不要在意)。当/HOLD处于高位时,设备操作可以恢复。当多个设备共享相同的spi信号时,/hold功能非常有用。/HOLD引脚处于低激活状态。当状态寄存器-2的qe位设置为四输入/输出时,由于该引脚用于io3,因此/hold pin功能不可用。四路I/O操作的引脚配置见图1A-E。
串行时钟(CLK)
SPI串行时钟输入(CLK)引脚提供串行输入和输出操作的定时。(“见SPI操作”)

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功能描述
SPI操作
标准SPI说明
w25q64cv通过一个spi兼容总线访问,该总线由四个信号组成:串行时钟(clk)、芯片选择(/cs)、串行数据输入(di)和串行数据输出(do)。标准spi指令使用di输入pin将指令、地址或数据串行写入clk上升沿上的设备。do输出引脚用于从下降沿clk上的设备读取数据或状态。
支持SPI总线操作模式0(0,0)和3(1,1)。模式0和模式3之间的主要区别在于SPI总线主设备处于待机状态且数据未传输到串行闪存时CLK信号的正常状态。对于模式0,在/cs的下降和上升边缘,clk信号通常较低。对于模式3,CLK信号通常在/cs的下降和上升边缘高。
双SPI指令
使用“快速读取双输出(3BH)”和“快速读取双I/O(BBH)”指令时,W25Q64cv支持双SPI操作。这些指令允许以普通串行闪存设备的2到3倍速率将数据传输到设备或从设备传输数据。双spi读取指令非常适合在通电时快速将代码下载到ram(代码阴影)或直接从spi总线(xip)执行非速度关键代码。使用双spi指令时,di和do管脚变为双向i/o管脚:io0和io1。
四SPI指令
当使用“快速读取四路输出(6BH)”、“快速读取四路I/O(EBH)”、“字读取四路I/O(E7H)”和“八进制字读取四路I/O(E3H)”指令时,W25Q64cv支持四路SPI操作。这些指令允许数据以普通串行闪存4到6倍的速率传输到设备或从设备传输数据。四读指令在连续和随机访问传输速率方面提供了显著的改进,允许从spi总线(xip)直接对ram或执行进行快速代码跟踪。使用quad spi指令时,di和do管脚变为双向io0和io1,/wp和/hold管脚分别变为io2和io3。quad spi指令要求设置状态寄存器2中的非易失性quad enable位(qe)。
保持功能
对于标准spi和双spi操作,/hold信号允许w25q64cv操作在被激活时暂停(当/cs低时)。在spi数据和时钟信号与其他设备共享的情况下,/保持功能可能有用。例如,当优先级中断需要使用spi总线时,考虑是否只部分写入了页面缓冲区。在这种情况下,/hold函数可以将指令和数据的状态保存在缓冲区中,这样一旦总线再次可用,编程就可以在中断的地方恢复。/HOLD功能仅适用于标准SPI和双SPI操作,而不适用于四SPI操作。
要启动A/HOLD条件,必须选择/CS低的设备。如果CLK信号已经很低,A/HOLD状态将在/HOLD信号的下降沿激活。如果CLK还不低,则/保持条件将在CLK的下一个下降沿后激活。如果CLK信号已经很低,/HOLD条件将在/HOLD信号的上升沿终止。如果CLK不低,则/保持条件将在CLK的下一个下降沿之后终止。在A/HOLD状态下,串行数据输出(do)为高阻抗,忽略串行数据输入(di)和串行时钟(clk)。芯片选择(/cs)信号应在/hold操作的整个持续时间内保持激活(低),以避免重置设备的内部逻辑状态。
写保护
使用非易失性存储器的应用程序必须考虑噪声和其他可能损害数据完整性的不利系统条件的可能性。为了解决这个问题,w25q64cv提供了几种保护数据不被意外写入的方法。
写保护特性
当VCC低于阈值时,设备复位
通电后时间延迟写入禁用
写入启用/禁用指令,擦除或编程后自动写入禁用
使用状态寄存器的软件和硬件(/wp pin)写保护
使用断电指令写入保护
锁定写保护直到下次通电
一次性程序(OTP)写保护*
注:此功能在特殊订购时提供。详情请联系Winbond。
通电或断电时,当VCC低于VWI的阈值时,W25Q64Cv将保持复位状态(见通电定时和电压水平和图38)。重置时,将禁用所有操作,并且不识别任何指令。在通电期间以及在vcc电压超过vwi之后,由于tpuw的时间延迟,所有与程序和擦除相关的指令进一步被禁用。这包括写入启用、页面程序、扇区擦除、块擦除、芯片擦除和写入状态寄存器指令。注意,芯片选择引脚(/cs)必须在通电时跟踪VCC电源电平,直到达到VCC最小电平和TVSL延时。如果需要,可以使用/cs上的上拉电阻器来完成此操作。
通电后,设备自动处于写禁用状态,状态寄存器写启用闩锁(WEL)设置为0。在接受页程序、扇区擦除、块擦除、芯片擦除或写入状态寄存器指令之前,必须发出允许写入指令。完成程序、擦除或写入指令后,写入启用闩锁(WEL)将自动清除为可写状态0。
使用写状态寄存器指令和设置状态寄存器保护(srp0、srp1)和块保护(cmp、sec、tb、bp2、bp1和bp0)位有助于软件控制的写保护。这些设置允许将小到4KB扇区的部分或整个内存阵列配置为只读。与写保护(/wp)管脚一起使用,可以在硬件控制下启用或禁用对状态寄存器的更改。有关更多信息,请参阅状态寄存器部分。此外,掉电指令提供了额外的写保护级别,因为除了释放掉电指令之外,所有指令都被忽略。
状态寄存器和指令
读状态寄存器-1和状态寄存器-2指令可用于提供闪存阵列可用性的状态,如果设备已启用或禁用写,则提供写保护状态、四SPI设置、安全寄存器锁定状态和擦除/程序挂起状态。写入状态寄存器指令可用于配置设备写入保护功能、四SPI设置和安全寄存器OTP锁。对状态寄存器的写访问由非易失性状态寄存器保护位(srp0,srp1)的状态、写启用指令和标准/双spi操作期间的/wp pin控制。
状态寄存器
忙状态(忙)
busy是状态寄存器(s0)中的只读位,当设备执行页程序、四页程序、扇区擦除、块擦除、芯片擦除、写入状态寄存器或擦除/程序安全寄存器指令时,该位被设置为1状态。在此期间,设备将忽略除读取状态寄存器和擦除/程序挂起指令以外的其他指令(参见交流特性中的tw、tpp、tse、tbe和tce)。当程序、擦除或写入状态/安全寄存器指令完成时,忙碌位将被清除到0状态,表示设备已准备好接受进一步指令。
写入启用锁存状态(WEL)
写启用锁存器(WEL)是状态寄存器(S1)中的只读位,在执行写启用指令后设置为1。当设备写禁用时,WEL状态位清除为0。在通电时或在以下任何指令之后出现写禁用状态:写禁用、页程序、四页程序、扇区擦除、块擦除、芯片擦除、写状态寄存器、擦除安全寄存器和程序安全寄存器。
块保护位(bp2、bp1、bp0)
块保护位(bp2、bp1、bp0)是提供写保护控制和状态的状态寄存器(s4、s3和s2)中的非易失性读/写位。块保护位可以使用写状态寄存器指令来设置(参见交流特性中的tw)。所有、无或部分存储器阵列都可以免受程序和擦除指令的保护(参见状态寄存器存储器保护表)。块保护位的出厂默认设置为0,没有受保护的数组。
上/下块保护位(TB)
非易失性顶部/底部位(tb)控制块保护位(bp2、bp1、bp0)是从阵列的顶部(tb=0)还是底部(tb=1)进行保护,如状态寄存器存储器保护表所示。出厂默认设置为tb=0。tb位可以根据srp0、srp1和wel位的状态用写状态寄存器指令设置。
扇区/块保护位(秒)
非易失性扇区/块保护位(秒)控制块保护位(bp2、bp1、bp0)是否保护数组顶部(tb=0)或底部(tb=1)的4kb扇区(sec=1)或64kb块(sec=0),如状态寄存器内存保护表所示。默认设置为sec=0。
补码保护位(CMP)
补码保护位(cmp)是状态寄存器(s14)中的非易失性读/写位。它与sec、tb、bp2、bp1和bp0位结合使用,为阵列保护提供了更大的灵活性。一旦CMP设置为1,以前由SEC、TB、BP2、BP1和BP0设置的阵列保护将被反转。例如,当cmp=0时,顶级4KB扇区可以受到保护,而阵列的其余部分则不受保护;当cmp=1时,顶级4KB扇区将变为不受保护,而阵列的其余部分变为只读。

注:
1。当srp1,srp0=(1,0)时,断电,通电循环将srp1,srp0更改为(0,0)状态。2。此功能在特殊订购时提供。详情请联系Winbond。
擦除/程序暂停状态(SUS)
挂起状态位是状态寄存器(s15)中的只读位,在执行擦除/程序挂起(75h)指令后设置为1。SUS状态位通过擦除/程序恢复(7AH)指令以及断电、通电循环清除为0。
安全寄存器锁定位(lb3、lb2、lb1)
安全寄存器锁定位(lb3、lb2、lb1)是状态寄存器(s13、s12、s11)中的非易失性一次性程序(otp)位,向安全寄存器提供写保护控制和状态。lb[3:1]的默认状态为0,安全寄存器被解锁。lb[3:1]可以使用write status register指令单独设置为1。LB[3:1]是一次性可编程(OTP),一旦设置为1,相应的256字节安全寄存器将永久变为只读。
四位启用位(QE)
quad enable(qe)位是状态寄存器(s9)中允许quad spi操作的非易失性读/写位。当qe位设置为0状态(出厂默认值)时,/wp pin和/hold被启用。当qe位设置为1时,四个io2和io3引脚被启用,并且/wp和/hold功能被禁用。
警告:如果/wp或/hold引脚在标准spi或双spi操作期间直接连接到电源或接地,则qe位不应设置为1。

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