解讀Datasheet系列：W25Q80DV（華邦 SPI Flash）
本文只對(duì) W25Q80DV 數(shù)據(jù)手冊(cè)的一部分進(jìn)行解讀，其涵蓋的內(nèi)容基本足夠開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn) SPI 接口的 Linux 驅(qū)動(dòng)和裸板驅(qū)動(dòng)
一般描述
W25Q80DV（8M-bit）是一個(gè)串行 Flash 存儲(chǔ)器。容量為 8M-bit（存儲(chǔ)器被組織成 4096 頁(yè)，每頁(yè) 256 字節(jié)），同一時(shí)間最多可以寫 256 字節(jié)（一頁(yè)）。
頁(yè)擦除方式可以按 16 頁(yè)一組（4KB sector erase）、128 頁(yè)一組（32KB block erase）、256 頁(yè)一組（64KB block erase）或者整片擦除（chip erase）。擦除操作只能按扇區(qū)擦除或按塊擦除，W25Q80DV 分別有 256 個(gè)可擦除扇區(qū)（sector，每個(gè)扇區(qū)4KB）和 16 個(gè)可擦除塊（block，每個(gè)塊64KB）。
實(shí)際上，4 KB 的小扇區(qū)為需要存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和參數(shù)的應(yīng)用程序提供了更大的靈活性。
Anyway，先記住下面的參數(shù)：
- 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(biāo)準(zhǔn)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(shí)鐘頻率高達(dá) 104MHz，以及當(dāng)使用快速讀 Dual/Quad I/O 指令時(shí)，Dual I/O 模式的等效時(shí)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(guò)標(biāo)準(zhǔn)的異步 8 位和 16 位的并行 Flash 存儲(chǔ)器。
Hold 管腳和 Write Protect 管腳提供了更進(jìn)一步的控制靈活性。
此外，W25Q80DV 設(shè)備支持 64 位唯一的 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn)廠商和設(shè)備標(biāo)識(shí)序列號(hào)。
特性
- W25Q80DV：8M-bit/1M-byte（1,048,576）
- 每個(gè)可編程頁(yè)的大小為 256 字節(jié)
- 標(biāo)準(zhǔn) SPI：CLK，/CS，DI，DO，/WP，/Hold
- Dual SPI：CLK，/CS，IO0，IO1，/WP，/Hold
- Quad SPI：CLK，/CS，IO0，IO1，IO2，IO3
- 統(tǒng)一的 4KB 扇區(qū)（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(hù)）
寫保護(hù)（Write Protect）管腳用于防治狀態(tài)寄存器被寫，該功能需要結(jié)合狀態(tài)寄存器的塊保護(hù)（Block Protect）位（CMP，SEC，TB，BP2，BP1 和 BP0）以及狀態(tài)寄存器的保護(hù)位（SRP0）一起使用。小至 4KB 的扇區(qū)，大至整個(gè)存儲(chǔ)親陣列都能被硬件保護(hù)。/WP 管腳低電平有效，如果狀態(tài)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(hù)，而是 IO2。
HOLD（/HOLD）
/HOLD 管腳允許設(shè)備被選中后能夠暫停，當(dāng) /HOLD 管腳被拉低且 /CS 為低電平時(shí)，DO 管腳將變成高阻抗，而 DI 和 CLK 管腳將會(huì)被忽略。當(dāng) /HOLD 被拉高，設(shè)備操作恢復(fù)。在多個(gè)設(shè)備共享同一個(gè) SPI 信號(hào)時(shí)，/HOLD 功能就很有用了。/HOLD 管腳低電平有效，當(dāng)狀態(tài)寄存器2 的 QE 位被置為 Quad I/O 時(shí)，/HOLD 管腳功能失效，而變成 IO3。
SPI 串行時(shí)鐘輸入管腳為串行輸入和輸出操作提供時(shí)序。
結(jié)構(gòu)圖
寄存器
控制寄存器 & 狀態(tài)寄存器
讀 狀態(tài)寄存器1 和 狀態(tài)寄存器2 指令用于提供有效 Flash 存儲(chǔ)器陣列的狀態(tài)，比如設(shè)備的寫使能、寫保護(hù)、Quad SPI 設(shè)置、安全寄存器鎖狀態(tài)和 Erase/Program 掛起狀態(tài)等。
寫 狀態(tài)寄存器 指令用于配置設(shè)備寫保護(hù)特性、Quad SPI 設(shè)置、安全寄存器 OTP 鎖等等。寫 狀態(tài)寄存器 的訪問(wèn)權(quán)限由 non-volatile 狀態(tài)寄存器的保護(hù)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(tài)。
狀態(tài)寄存器
BUSY
狀態(tài)寄存器（S0）中的 BUSY 位是只讀的，當(dāng)設(shè)備正在執(zhí)行 Page Program、Quad Page Program、Sector Erase、Block Erase、Chip Erase、寫狀態(tài)寄存器或者 Erase/Program Security 寄存器指令時(shí)，BUSY 位就會(huì)置1。在 BUSY=1 期間，設(shè)備除了讀狀態(tài)寄存器和 Erase/Program Suspend 指令之外，其他指令都會(huì)被忽略。當(dāng)這些 program、erase、write 狀態(tài)或安全寄存器指令執(zhí)行完畢，BUSY 位就會(huì)被清為 0，表示設(shè)備已經(jīng)準(zhǔn)備好執(zhí)行其他指令了。
Write Enable Latch (WEL)
狀態(tài)寄存器（S1）中的 WEL 位是只讀的，在執(zhí)行完寫使能（Write Enable）指令后會(huì)置1。當(dāng)設(shè)備被設(shè)置為寫失能（Write Disable）時(shí)則被清0。
Block Protect Bits (BP2, BP1, BP0)
Block 保護(hù)位（BP2, BP1, BP0）是狀態(tài)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(gè)基本指令（完全通過(guò) SPI 總線控制）。指令由片選信號(hào)的下降沿開(kāi)始，數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)是指令碼，DI 輸入管腳在時(shí)鐘上升沿時(shí)采集數(shù)據(jù)，MSB 在前。
指令長(zhǎng)度從單個(gè)字節(jié)到多個(gè)字節(jié)變化，指令碼后面可能帶有 address bytes、data bytes、dummy bytes（不關(guān)心），在一些情況下，會(huì)組合起來(lái)。
所有的讀指令能在任意時(shí)鐘位之后完成，但是所有的寫、編程、擦除指令必須在一個(gè)字節(jié)界限之后才能完成，否則指令將會(huì)被忽略。
廠商和設(shè)備標(biāo)識(shí)
指令表（Standard SPI Instructions）
（只列出常用指令，碼制為十六進(jìn)制）
SPI 操作
W25Q80DV 支持標(biāo)準(zhǔn) SPI 指令。W25Q80DV 允許通過(guò) SPI 兼容總線進(jìn)行操作，包括四個(gè)信號(hào)：串行時(shí)鐘（CLK）、片選（/CS）、串行數(shù)據(jù)輸入（DI）和串行數(shù)據(jù)輸出（DO）。標(biāo)準(zhǔn) SPI 指令使用 DI 輸入管腳將指令、地址和數(shù)據(jù)連續(xù)地寫到設(shè)備（在 CLK 上升沿），DO 輸出管腳用于從設(shè)備端讀數(shù)據(jù)或狀態(tài)（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(shí)間：2019-05-13
