SPI NAND 介绍

SPI NAND是一种串行外围接口NAND闪存，它作为新一代的SLC NAND，相较于传统的并行接口NAND，在连接和操作上更为便捷。在嵌入式系统中，它提供了一个高密度的非易失性存储解决方案，并且与行业标准的NAND闪存核心兼容。SPI NAND的优势在于其引脚数量较少，通常只有8个引脚，包括电源和地线。在密度上，从256Mbit到8Gbit不等，这使得它在成本效益上非常出色，特别是在每比特的成本上优于SPI-NOR闪存，并且在价格上也比传统的并行NAND闪存便宜很多。与传统的并口NAND相比，SPI NAND提供了更高的速度、更低的功耗以及更先进的特性。 SPI NAND闪存基于行业标准的NAND闪存核心，并且兼容于标准的SPI-NOR命令集，但为了处理NAND特定功能，进行了适当的修改和新增了一些功能。这类设备通常具备以下特征： 1. 支持标准SPI、双SPI和四SPI操作模式，以适应不同的数据传输速率和引脚使用要求。 2. 标准SPI工作模式下，支持SCLK、CS#、SI、SO、WP#、HOLD#这些引脚，最大工作电流为40mA，待机电流为70uA。 3. 高速时钟频率，比如104MHz，以及2k字节的缓存用于快速随机读取，四倍的IO数据传输率最高可达320Mbits/s。 4. 在程序/擦除/读取速度上，页面编程时间典型值为400us。 5. 拥有软件和硬件写保护功能，以及更高级别的安全特性，如8K字节的OTP区域。 6. 单电源电压范围2.7V至3.6V，适用于低功耗应用。 GD5F1GQ4UAYIG是Gigadevice公司生产的一款SPI NAND产品。它具有1G-bit的存储容量，页大小为2048字节，其中包含64字节的备用区域用于存储ECC（Error-Correcting Code）校验码。擦除块大小为(128K+4K)字节，块擦除时间为3ms典型值。此类设备还支持页读取时间120us（微秒）的最高值，并且带有纠错功能。它也拥有用户可选的内部ECC选项，即ECC代码可以在设备内部生成，并且支持通过软件来写保护全部或部分内存区域。 此外，此类SPI NAND具有增强的访问性能，例如在30PF负载下实现104MHz的快速读取能力，并具有内部数据移动功能，可支持页读取以及带ECC的页编程。在安全特性方面，它提供了包括8K字节的One Time Programmable（一次性可编程）区域，用于存储关键数据和安全密钥，从而保护用户数据不被非法访问或篡改。 在设计时，SPI NAND考虑到了与主控器（host）的易集成性，它支持通过软件写保护、通过WP#引脚使能/禁用保护，以及通过内部数据搬移功能进行页的ECC校验。在块选择和组合方面，它提供了顶部分区或底部分区、块选择等高级特性。还有一项黄金块（golden block）的保证，用于存储关键的系统信息，确保系统的稳定性和可靠性。 总结来说，SPI NAND是一款专为嵌入式系统设计的高密度、低成本且具备高级特性与安全功能的非易失性存储产品。它通过更简单的连接方式和更高的性能，使得设计师能够在各种应用中获得更好的成本效益和系统表现。