英飞凌MirrorBit工艺Flash的扇区设计不一样!

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英飞凌MirrorBit工艺NOR Flash的扇区架构设计

NOR Flash 大家都很熟悉,其内部按组织从小到大分为 Page(128B/256B/512B)、Sector(4KB)、Block(32KB/64KB/128KB/256KB)、Chip,其中 Page 是编程单元,Sector/Block/Chip 是擦除单元(一个 Block 由多个 Sector 组成,一颗 Chip 由多个 Block 组成)。关于擦除,Flash 提供了不同大小的单元粒度,也是为需要数据和参数存储的应用程序提供更大的灵活性。

最近痞子衡在支持 RT1170 客户过程中就在英飞凌 NOR Flash S25HL512T 擦除上遇到了一些问题,后来翻看 Flash 数据手册,才发现它的擦除单元设计有特别之处,今天痞子衡就给大家介绍一下:

一、英飞凌NOR Flash系列

我们先来看一下目前英飞凌主流 NOR Flash 系列,从接口上看有 Parallel/QSPI/Octal/HyperBus 四种,从工艺上看有 45nm MB/65nm MB/65nm FG 三种:

其中属于 65nm FG 工艺(也称 ETOX)下的 QSPI Flash S25FL064L 算是我们比较耳熟能详的型号,这和大家常用的 Winbond/GigaDevice/MXIC 家的 NOR Flash 差别不大(这三家的产品也是基于 FG 工艺,一个基本存储单元 CELL 仅存储一个比特位),无需特别注意。

其它 Flash 均是 45/65nm MB 工艺下的产物,MB 是 MirrorBit 的缩写,这是 Spansion 公司主推的一种闪存技术,其与英特尔的 MLC 方案非常类似,它也是通过让一个基本存储单元 CELL 存储两个(或更多)比特位,实现容量增倍的目的。

MB 工艺和 FG 工艺各有优缺点,MB 工艺的优点是容量大、价格便宜、擦写快,缺点则是可靠性较差,高温下容易发生 bit 反转导致数据错误(当然这也可以通过增加 ECC 特性来改善)。

二、MirrorBit下不一样的扇区架构

我们就以英飞凌 S25HL512T 型号为例介绍其扇区架构设计,其余 MirrorBit 工艺下的 Flash 扇区设计也类似。

S25HL512T 数据手册开篇就直接点明了工艺特性以及扇区架构设计,这其实就是提醒用户这里要特别注意,扇区一共有三种不同的配置选项,用户可根据项目实际情况按需配置(设置 Flash 相应配置寄存器)。

和扇区架构配置相关的 Flash 寄存器位分别是 CFR3[3]、CFR1[6]、CFR1[2]:

2.1 配置选项一:仅第一个Block能拆分出Sector

如果 CFR3[3]、CFR1[6]、CFR1[2] 均为 0,这也是 Flash 出厂的默认配置,这种情况下 Flash 第一个 Block(256KB) 里会包含 32个 4KB Sector,即 0x00000000 - 0x0001FFFF 区域可用 Sector Erase 命令(0x20/0x21)去擦除,其余 Block 则无法拆分。

2.2 配置选项二:仅最后一个Block能拆分出Sector

如果仅将 CFR1[2] 设为 1,这种情况下 Flash 最后一个 Block(256KB) 里会包含 32个 4KB Sector,即 0x03FE0000 - 0x03FFFFFF 区域可用 Sector Erase 命令(0x20/0x21)去擦除,其余 Block 则无法拆分。

2.3 配置选项三:第一个和最后一个Block能拆分出Sector

如果仅将 CFR1[6] 设为 1,这种情况下 Flash 第一个和最后一个 Block(256KB) 里均会包含 16个 4KB Sector,即 0x00000000 - 0x0001FFFF、0x03FF0000 - 0x03FFFFFF 区域可用 Sector Erase 命令(0x20/0x21)去擦除。

2.4 配置选项四:所有Block均无法拆分

如果将 CFR3[3] 设为 1,那么 Flash 里所有 Block(256KB) 均无法拆分,此时擦除也只能用 Block Erase 命令(0xD8/0xDC)。

现在我们知道 MirrorBit 工艺下的 Flash 扇区架构相比 FG 工艺 Flash 在粒度划分上要粗糙得多,灵活性降低了,这在做程序设计、下载算法时均需要特别考虑。

至此,英飞凌MirrorBit工艺NOR Flash的扇区架构设计痞子衡便介绍完毕了,掌声在哪里~~~

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