痞子衡嵌入式：主流QuadSPI NOR Flash厂商关于QE位与IO功能复用关联设计

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　　大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家讲的是几家主流QuadSPI NOR Flash厂商关于QE位与IO功能复用关联设计。

　　痞子衡之前写过一篇文章 《串行NOR Flash下载/启动常见影响因素之QE bit》，这篇文章介绍了几家主流厂商关于 QE bit 在 Flash 内部寄存器位置以及写入命令上的差异。今天这篇文章，咱们接着往下聊，讲一讲这几家厂商在 QE bit 与 I/O 引脚功能复用关系设计上的差异。

　　QuadSPI NOR Flash 的常见封装形式有：8-Pin SOIC/SOP/DIP/WSON/USON、16-Pin SOIC/SOP、WLCSP-21、TFBGA-24 等，本文主题是关于 I/O 引脚功能复用，显然只有引脚较少的型号才会做引脚复用设计，所以咱们主要聊得是如下典型芯片的那些 8-Pin 封装的型号：

华邦 W25Q128JWSIM
旺宏 MX25L12833F
兆易创新 GD25LE128D
镁光 MT25QL128ABA
芯成 IS25WP128
英飞凌 S25FL128L
瑞萨 AT25SL128A

一、各厂商设计

1.1 华邦 Winbond

　　华邦的芯片引脚复用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 HOLD# 或者 RESET# 功能。

　　芯片内部 Status Register-2[1] 是 QE 控制位，决定了 IO2/3 到底是数据传输信号还是复用的WP#、HOLD#/RESET# 信号。这里有一个注意点，芯片丝印末位为 Q 的型号（比如W25Q128JWSSIQ）出厂默认 QE 为 1，并且不可更改为 0 （据说这是华邦为了某大客户省去 IO2/3 上拉烦恼而特意做的设计，并顺便推广了）。

　　当 QE = 0 时，IO3 引脚到底是 HOLD# 功能还是 RESET#，这是 Status Register -3[7] 来决定的：

　　当 QE = 0 且 IO3 被配置为 RESET# 时，因为是低电平有效，为了保证不会误复位 Flash，需要给 IO3 加外部上拉（Flash 内部没有上拉）。如果此时想利用这个 RESET# 引脚复位 Flash，需持续拉低至少 tRESET 时间，Flash 会在最长 tRST 时间后才能正常响应读写操作。

1.2 旺宏 Macronix

　　旺宏的芯片引脚复用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 RESET# 功能（是的，没有 HOLD# 功能）。旺宏家有一个特色就是当 IO2/3 没有物理上的信号连接时，其会保持内部弱上拉状态。

　　芯片内部 Status Register[6] 是 QE 控制位，决定了 IO2/3 到底是数据传输信号还是复用的WP#、RESET# 信号。

　　如果要借助 RESET# 引脚做 Flash 复位，旺宏家数据手册里这部分写得特别详细，还区别了不同 Flash 状态下做复位后所需要的 tREADY2 时间。

1.3 兆易创新 GigaDevice

　　兆易创新的芯片引脚复用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 HOLD# 功能（是的，没有名义上的 RESET# 功能）。Flash 厂商前三强关于这里的设计都不同。

　　需要注意的是兆易创新家也有一个特色就是当 CS# 拉高且 HOLD# 拉低时，也有 Flash 复位效果，这感觉 IO3 的复用功能是根据 CS# 信号状态来切换的。

　　芯片内部 Status Register-2[1] 是 QE 控制位，决定了 IO2/3 到底是数据传输信号还是复用的WP#、HOLD# 信号。

　　因为没有名义上的 RESET# 功能，所以数据手册里的 AC 表主要是为软件 Reset 命令写的，但是相信也适用隐藏的 RESET# 功能。

1.4 镁光 Micron

　　镁光家的做法就更有意思了，IO2 上加了 WP# 功能这个没异议，IO3 上功能复用直接提供两种不同型号，要么是 HOLD#，要么是 RESET#。

　　当然镁光家最大的特色是并没有 QE 控制位，IO2/3 具体功能主要靠当前命令类型来决定：如果是 Single SPI 或者 Dual I/O SPI 传输，则 IO2/3 是 WP#/RESET#/HOLD# 功能；如果是 Quad I/O SPI 传输，则 IO2/3 用于传输数据。

　　此外，镁光家还在 Configuration Register[4] 里让用户可以选择是否关闭 IO3 的 Reset/Hold 复用功能。

　　关于 RESET# 信号时序，镁光数据手册里也写得比较详细。

1.5 芯成 ISSI

　　芯成的芯片引脚复用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 HOLD# 或者 RESET# 功能。跟华邦家设计一致。

　　芯片内部 Status Register[6] 是 QE 控制位，决定了 IO2/3 到底是数据传输信号还是复用的WP#、HOLD#/RESET# 信号。

　　当 QE = 0 时，IO3 引脚到底是 HOLD# 功能还是 RESET#，这是 Read Register[7] 来决定的：

　　关于 RESET# 信号时序，芯成数据手册里写得与华邦、兆易创新一样比较粗略。

1.6 英飞凌（原Spansion）

　　英飞凌的芯片引脚复用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 RESET# 功能。跟旺宏家设计一致。英飞凌家明确地给 IO2/3 内部加了上拉，不用可以直接悬空。

　　芯片内部 Configuration Register-1 Volatile[1] 是 QE 控制位，决定了 IO2/3 到底是数据传输信号还是复用的WP#、RESET# 信号。

　　此外，英飞凌家还在 Configuration Register-2 Volatile[7] 里让用户可以选择是否关闭 IO3 的 RESET# 复用功能。

　　关于 RESET# 信号时序，英飞凌数据手册里写得比较简洁。

1.7 瑞萨（原Adesto）

　　瑞萨的芯片引脚复用主要是 IO2 上加了 WP# 功能，IO3 上加了 HOLD# 功能。IO2/3 内部也加了上拉。

　　芯片内部 Status Register-2[1] 是 QE 控制位，决定了 IO2/3 到底是数据传输信号还是复用的WP#、HOLD# 信号。

　　因为 8-Pin 封装完全没有硬件 RESET# 信号设计，所以就不介绍复位时序了。

二、快速对比表

厂商型号	复用情况	QE位控制	IO3复用功能选择	IO2/3上拉情况
华邦 W25Q128JWSIM	IO2与WP# IO3与HOLD#/RESET#	Status Register-2[1]	Status Register-3[7]	无内部上拉
旺宏 MX25L12833F	IO2与WP# IO3与RESET#	Status Register[6]	N/A	内部弱上拉（仅当悬空时）
兆易创新 GD25LE128D	IO2与WP# IO3与HOLD#	Status Register-2[1]	CS#	无内部上拉
镁光 MT25QL128ABA	IO2与WP# IO3与HOLD# IO3与RESET#	传输命令类型	Config Register[4]开关	无内部上拉
芯成 IS25WP128	IO2与WP# IO3与HOLD#/RESET#	Status Register[6]	Read Register[7]	无内部上拉
英飞凌 S25FL128L	IO2与WP# IO3与RESET#	Config Register-1[1]	Config Register-2[7]	内部上拉
瑞萨 AT25SL128A	IO2与WP# IO3与HOLD#	Status Register-2[1]	N/A	内部上拉

　　至此，主流QuadSPI NOR Flash厂商关于QE位与IO功能复用关联设计痞子衡便介绍完毕了，掌声在哪里~~~

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