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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