解讀Datasheet系列：W25Q80DV（華邦 SPI Flash）
本文只對 W25Q80DV 數據手冊的一部分進行解讀，其涵蓋的內容基本足夠開發標準 SPI 接口的 Linux 驅動和裸板驅動
一般描述
W25Q80DV（8M-bit）是一個串行 Flash 存儲器。容量為 8M-bit（存儲器被組織成 4096 頁，每頁 256 字節），同一時間最多可以寫 256 字節（一頁）。
頁擦除方式可以按 16 頁一組（4KB sector erase）、128 頁一組（32KB block erase）、256 頁一組（64KB block erase）或者整片擦除（chip erase）。擦除操作只能按扇區擦除或按塊擦除，W25Q80DV 分別有 256 個可擦除扇區（sector，每個扇區4KB）和 16 個可擦除塊（block，每個塊64KB）。
實際上，4 KB 的小扇區為需要存儲數據和參數的應用程序提供了更大的靈活性。
Anyway，先記住下面的參數：
- Page：256 Bytes
- Sector：16 Pages（4KB）
- Block：16 Sector（64KB）
供電：2.7V 到 3.6V，power-down 的電流低至 1μA。
W25Q80DV 支持標準的 SPI（Serial Peripheral Interface），也支持高性能的 Dual/Quad 輸出，以及 Dual/Quad I/O SPI，即 Serial Clock，Chip Select，Serial Data I/O0（DI），I/O1（DO），I/O2（/WP）和 I/O3（/HOLD）。
W25Q80DV 支持的 SPI 時鐘頻率高達 104MHz，以及當使用快速讀 Dual/Quad I/O 指令時，Dual I/O 模式的等效時鐘頻率 208MHz（104MHz * 2）和 Quad I/O 模式的 416MHz（104MHz * 2）。這樣的傳輸速率超過標準的異步 8 位和 16 位的并行 Flash 存儲器。
Hold 管腳和 Write Protect 管腳提供了更進一步的控制靈活性。
此外，W25Q80DV 設備支持 64 位唯一的 JEDEC 標準廠商和設備標識序列號。
特性
- W25Q80DV：8M-bit/1M-byte（1,048,576）
- 每個可編程頁的大小為 256 字節
- 標準 SPI：CLK，/CS，DI，DO，/WP，/Hold
- Dual SPI：CLK，/CS，IO0，IO1，/WP，/Hold
- Quad SPI：CLK，/CS，IO0，IO1，IO2，IO3
- 統一的 4KB 扇區（Sector），32KB 和 64KB 的塊（Block）
芯片封裝和管腳定義
SOIC、WSON、PDIP
管腳描述
Chip Select（/CS，片選）
Serial Data Input, Output and IOs（DI, DO and IO0, IO1, IO2, IO3）
Write Protect（/WP，寫保護）
寫保護（Write Protect）管腳用于防治狀態寄存器被寫，該功能需要結合狀態寄存器的塊保護（Block Protect）位（CMP，SEC，TB，BP2，BP1 和 BP0）以及狀態寄存器的保護位（SRP0）一起使用。小至 4KB 的扇區，大至整個存儲親陣列都能被硬件保護。/WP 管腳低電平有效，如果狀態寄存器2 的 QE 位被置為 Quad I/O，/WP 管腳的功能不再是寫保護，而是 IO2。
HOLD（/HOLD）
/HOLD 管腳允許設備被選中后能夠暫停，當 /HOLD 管腳被拉低且 /CS 為低電平時，DO 管腳將變成高阻抗，而 DI 和 CLK 管腳將會被忽略。當 /HOLD 被拉高，設備操作恢復。在多個設備共享同一個 SPI 信號時，/HOLD 功能就很有用了。/HOLD 管腳低電平有效，當狀態寄存器2 的 QE 位被置為 Quad I/O 時，/HOLD 管腳功能失效，而變成 IO3。
SPI 串行時鐘輸入管腳為串行輸入和輸出操作提供時序。
結構圖
寄存器
控制寄存器 & 狀態寄存器
讀 狀態寄存器1 和 狀態寄存器2 指令用于提供有效 Flash 存儲器陣列的狀態，比如設備的寫使能、寫保護、Quad SPI 設置、安全寄存器鎖狀態和 Erase/Program 掛起狀態等。
寫 狀態寄存器 指令用于配置設備寫保護特性、Quad SPI 設置、安全寄存器 OTP 鎖等等。寫 狀態寄存器 的訪問權限由 non-volatile 狀態寄存器的保護位（SRP0，SRP1）控制，寫使能指令，以及 Standard/Dual SPI 操作期間的 /WP 管腳狀態。
狀態寄存器
BUSY
狀態寄存器（S0）中的 BUSY 位是只讀的，當設備正在執行 Page Program、Quad Page Program、Sector Erase、Block Erase、Chip Erase、寫狀態寄存器或者 Erase/Program Security 寄存器指令時，BUSY 位就會置1。在 BUSY=1 期間，設備除了讀狀態寄存器和 Erase/Program Suspend 指令之外，其他指令都會被忽略。當這些 program、erase、write 狀態或安全寄存器指令執行完畢，BUSY 位就會被清為 0，表示設備已經準備好執行其他指令了。
Write Enable Latch (WEL)
狀態寄存器（S1）中的 WEL 位是只讀的，在執行完寫使能（Write Enable）指令后會置1。當設備被設置為寫失能（Write Disable）時則被清0。
Block Protect Bits (BP2, BP1, BP0)
Block 保護位（BP2, BP1, BP0）是狀態寄存器（S4, S3, S2）中的非易失讀寫位
Top/Bottom Block Protect (TB)
Sector/Block Protect (SEC)
Complement Protect (CMP)
Status Register Protect (SRP1, SRP0)
Erase/Program Suspend Status (SUS)
Security Register Lock Bits (LB3, LB2, LB1)
Quad Enable (QE)
Status Register Memory Protection (CMP = 0)
Status Register Memory Protection (CMP = 1)
指令
W25Q80DV 的指令集包含 34 個基本指令（完全通過 SPI 總線控制）。指令由片選信號的下降沿開始，數據的第一個字節是指令碼，DI 輸入管腳在時鐘上升沿時采集數據，MSB 在前。
指令長度從單個字節到多個字節變化，指令碼后面可能帶有 address bytes、data bytes、dummy bytes（不關心），在一些情況下，會組合起來。
所有的讀指令能在任意時鐘位之后完成，但是所有的寫、編程、擦除指令必須在一個字節界限之后才能完成，否則指令將會被忽略。
廠商和設備標識
指令表（Standard SPI Instructions）
（只列出常用指令，碼制為十六進制）
SPI 操作
W25Q80DV 支持標準 SPI 指令。W25Q80DV 允許通過 SPI 兼容總線進行操作，包括四個信號：串行時鐘（CLK）、片選（/CS）、串行數據輸入（DI）和串行數據輸出（DO）。標準 SPI 指令使用 DI 輸入管腳將指令、地址和數據連續地寫到設備（在 CLK 上升沿），DO 輸出管腳用于從設備端讀數據或狀態（在 CLK 下降沿）。
支持 SPI 總線操作模式0 (0, 0) 和模式3 (1, 1)。
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編輯：Simon 最后修改時間：2019-05-13
