WINBOND W25Q128JVSQ FLASH存儲(chǔ)器詳解

一、W25Q128JVSQ型號(hào)概述

W25Q128JVSQ是由Winbond（華邦）公司生產(chǎn)的一款128Mbit（16MB）串行閃存（Serial Flash Memory），它采用SPI（Serial Peripheral Interface）總線(xiàn)協(xié)議進(jìn)行通信。該存儲(chǔ)器具有高性能和低功耗的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品中，如消費(fèi)類(lèi)電子、通信設(shè)備、汽車(chē)電子等。

型號(hào)后綴含義

W25Q128JVSQ的型號(hào)后綴“JVSQ”代表了不同的參數(shù)和特性：

• J：工作電壓范圍為2.7V至3.6V

• V：工作溫度范圍為-40°C至+85°C（工業(yè)級(jí)）

• S：8引腳SOIC封裝

• Q：支持標(biāo)準(zhǔn)SPI、雙SPI和四SPI接口

中文描述： Winbond 閃存芯片,128Mbit(16M x 8),SPI接口,8引腳SOIC封裝

英文描述： Flash,16MX8,PDSO8,SOIC-8

W25Q128JVSIQ中文參數(shù)

128 MB串行閃存，具有統(tǒng)一的4 KB扇區(qū)和雙路/四路SPI

單路/雙路/四路SPI操作

統(tǒng)一的4 KB可擦除扇區(qū)和32 KB/64 KB可擦除塊

65536頁(yè)(256字節(jié))，頁(yè)編程時(shí)間為0.7 mS(典型值)

連續(xù)讀取，8/16/32/64字節(jié)包繞

時(shí)鐘工作頻率高達(dá)133 MHz(雙路/四路SPI時(shí)分別為266/532 MHz)

2.7至3.6 V電源

<1μA斷電電流

-40°C至+85°C工作范圍

編程/擦除暫停/恢復(fù)、暫停狀態(tài)位

工廠(chǎng)編程的唯一ID

具有雙路/四路SPI的電子ID，為頂部或底部塊提供硬件和軟件寫(xiě)入保護(hù)

易失和非易失狀態(tài)寄存器位

鎖定和OTP保護(hù)

串行閃存可發(fā)現(xiàn)參數(shù)(SFDP)

3 x 256字節(jié)安全寄存器，帶OTP鎖

補(bǔ)充陣列保護(hù)位

單個(gè)塊/扇區(qū)寫(xiě)入保護(hù)

軟件重置和可配置硬件/復(fù)位引腳

可編程輸出驅(qū)動(dòng)器強(qiáng)度

二、工作原理

基本結(jié)構(gòu)

W25Q128JVSQ內(nèi)部主要由以下幾部分組成：

1. 存儲(chǔ)陣列：由多個(gè)存儲(chǔ)單元組成，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

2. 命令控制器：用于接收和解析來(lái)自主機(jī)的命令。

3. 地址寄存器：存儲(chǔ)當(dāng)前讀寫(xiě)操作的地址。

4. 數(shù)據(jù)寄存器：暫存讀寫(xiě)數(shù)據(jù)。

5. 狀態(tài)寄存器：用于指示設(shè)備的狀態(tài)和設(shè)置操作模式。

通信接口

W25Q128JVSQ通過(guò)SPI接口與主機(jī)進(jìn)行通信。SPI是一種全雙工的同步串行通信協(xié)議，由主設(shè)備（通常是MCU）和從設(shè)備（如Flash存儲(chǔ)器）組成。通信時(shí)鐘（SCLK）由主設(shè)備生成，數(shù)據(jù)在MOSI（Master Out Slave In）和MISO（Master In Slave Out）引腳上傳輸，CS（Chip Select）引腳用于選擇從設(shè)備。

讀寫(xiě)操作

1. 讀操作：主機(jī)發(fā)送讀命令和目標(biāo)地址，存儲(chǔ)器響應(yīng)并通過(guò)MISO引腳返回?cái)?shù)據(jù)。支持標(biāo)準(zhǔn)讀取、快速讀取和高效讀取模式。

2. 寫(xiě)操作：主機(jī)發(fā)送寫(xiě)命令、目標(biāo)地址和數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器接收數(shù)據(jù)并將其寫(xiě)入存儲(chǔ)單元。寫(xiě)操作前需先執(zhí)行寫(xiě)使能命令以解鎖寫(xiě)保護(hù)。

擦除操作

存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)擦除以塊為單位進(jìn)行，支持以下幾種擦除操作：

• 芯片擦除：擦除整個(gè)存儲(chǔ)器

• 扇區(qū)擦除：擦除4KB的扇區(qū)

• 塊擦除：擦除32KB或64KB的塊

擦除/寫(xiě)入周期

W25Q128JVSQ的擦寫(xiě)周期壽命高達(dá)10萬(wàn)次，數(shù)據(jù)保持時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20年，適合需要頻繁讀寫(xiě)操作和長(zhǎng)時(shí)間數(shù)據(jù)保存的應(yīng)用場(chǎng)景。

三、特點(diǎn)

1. 高性能：支持高達(dá)104MHz的SPI時(shí)鐘頻率，快速讀取速度可達(dá)80MB/s。

2. 低功耗：待機(jī)電流低至1μA，功耗管理功能強(qiáng)大，適合電池供電的便攜設(shè)備。

3. 數(shù)據(jù)保護(hù)：具備硬件和軟件兩種寫(xiě)保護(hù)機(jī)制，防止數(shù)據(jù)被意外修改。

4. 靈活性：支持標(biāo)準(zhǔn)SPI、雙SPI和四SPI接口，兼容多種主控設(shè)備。

5. 可靠性：高擦寫(xiě)耐久性和長(zhǎng)數(shù)據(jù)保存時(shí)間，確保數(shù)據(jù)長(zhǎng)期可靠存儲(chǔ)。

四、應(yīng)用

W25Q128JVSQ廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1. 消費(fèi)電子：如智能手機(jī)、平板電腦、智能手表等，存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和用戶(hù)數(shù)據(jù)。

2. 通信設(shè)備：如路由器、交換機(jī)等，存儲(chǔ)固件和配置文件。

3. 汽車(chē)電子：如汽車(chē)導(dǎo)航系統(tǒng)、車(chē)載娛樂(lè)系統(tǒng)等，存儲(chǔ)地圖數(shù)據(jù)和多媒體內(nèi)容。

4. 工業(yè)控制：如PLC、HMI等，存儲(chǔ)控制程序和操作數(shù)據(jù)。

5. 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備：如智能家居設(shè)備、傳感器等，存儲(chǔ)固件和數(shù)據(jù)記錄。

五、參數(shù)

電氣特性

• 工作電壓：2.7V - 3.6V

• 工作溫度：-40°C - +85°C

• 待機(jī)電流：1μA（典型值）

• 讀取電流：25mA（最大值）

• 寫(xiě)入電流：50mA（最大值）

性能指標(biāo)

• 存儲(chǔ)容量：128Mbit（16MB）

• SPI時(shí)鐘頻率：最高104MHz

• 讀取速度：最高80MB/s

• 擦寫(xiě)耐久性：100,000次擦寫(xiě)周期

• 數(shù)據(jù)保持時(shí)間：20年

封裝形式

• 8引腳SOIC（150mil）

• 8引腳WSON（6x5mm）

• 16引腳SOP（300mil）

六、總結(jié)

W25Q128JVSQ作為一款高性能、低功耗和高可靠性的串行閃存，憑借其卓越的特性和靈活的接口，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)電子設(shè)備中。其高耐久性和長(zhǎng)數(shù)據(jù)保持時(shí)間確保了數(shù)據(jù)的安全性和持久性，成為許多應(yīng)用領(lǐng)域的不二選擇。通過(guò)本文的介紹，相信讀者對(duì)W25Q128JVSQ有了更深入的了解，能夠更好地在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。