Flash ROM 是近些年应用最广、速度最快的只读存储器,原理是从 EEPROM 基础上改进发展来的,特点是擦除和编程速度快,因此得名为闪速(或闪烁)存储器,简称闪存。
存储区域
描述Flash的存储区域常用到扇区、块这些专用名词,其实是从早期的软盘、硬盘等存储器发展而来,目的是将一个存储器划分为多个区域,更方便的编程管理这些存储单元。
根据容量大小来说,它们的关系是 页(Page)< 扇区(Sector) < 块(Block)< 芯片(Chip)
通常的换算关系如下:
每块 | 每扇区 | 每页 |
16扇区 | 16页 | 256 Byte(2048 bit) |
常用FLASH型号大小如下
型号 | W25Q80 | W25Q16 | W25Q32 |
块 | 16 | 32 | 64 |
扇区 | 256 | 512 | 1024 |
页 | 4096 | 8192 | 16384 |
字节数 | 1M Byte(8M bit) | 2M Byte(16M bit) | 4M Byte(32M bit) |
写入和擦除
Flash 写入数据时和 EEPROM 类似,不能跨页写入,一次最多写入一页,如W25Q128的一页是 256 字节。写入数据一旦跨页,必须在写满上一页的时候,等待 Flash 将数据从缓存搬移到非易失区,重新再次往里写。写入时的最小单位:1 Byte,即一次可写入 1~256 Byte的任意长度字节。
未进行写入时,FLASH里面的数据为全1,即0xFF。写入数据时只能将1写入为0,而不能将0写入为1,只能先进行擦除再重新写入。如对于0xF0(1111 0000),只有高4位可写入,低4位不可直接写入。
Flash擦除数据时的最小单位通常为扇区,也可选择按块或全片擦除。
引脚功能
如图为常见的8pin flash芯片引脚。
- CS:chip select片选. CS拉高时, 芯片处理省电模式, 各数据引脚(D0/D1/D2/D3)处理高阻态;CS拉低时芯片工作, 数据引脚可以传输数据。
- DO:(在CLK下降沿)输出数据或状态. 正常情况下只有DI/DO作为IO引脚, 启用 Quad 模式需要置QE(Quad Enable)位. QE=1时, WP和HOLD分别变为IO2,IO3.
- WP:低电平有效, 保护状态寄存器不被写入。
- GND:接地
- DI:(在CLK上升沿)向 Flash 输入指令, 地址 或 数据.
- CLK:提供输入输出操作的同步时钟.
- HOLD:当多个芯片共用 SPI 总线时非常有用. HOLD 为低电平时, DO 引脚变为高阻态, 且此时 DI/CLK 上的信号被忽略. 相当于芯片此时不工作. 假设对一个 SPI FLASH 的页写操作只进行到一半, 此时一个中断来了, 另一个更高优先级的任务要占用 SPI 总线, 此时就可以使用 HOLD 拉低来暂停 SPI FLASH 内部的工作, 等到任务切换回来再让操作继续下去.
- VCC:通常2.7 ~ 3.6V