标准内容
ICS.31.200
中华人民共和国国家标准
GB/T35008—2018
串行NOR型快闪存储器接口规范
Specification for serial NOR flash interface2018-03-15发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2018-08-01实施
GB/T35008—2018
规范性引用文件
术语和定义
物理接口
引出端功能定义
数据接口类型
5存储阵列架构
存储架构
状态寄存器
器件保护功能
器件自毁功能
6指令定义
指令集说明
指令集描述
6.3指令格式模式
7参数表说明,
7.1参数表头定义
7.2参数列表定义
附录A(资料性附录)
块保护描述
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草GB/T35008—2018
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出,本标准由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。本标准起草单位:北京兆易创新科技股份有限公司、工业和信息化部电子工业标准化研究院、中国电子科技集团公司第五十八研究所、清华大学微电子学研究所、深圳市中兴微电子技术有限公司。本标准主要起草人:刘超、刘会娟、苏志强、高硕、李锟、赵桂林、吴华强、武鹏。iiKANiKAca
1范围
串行NOR型快闪存储器接口规范
GB/T35008—2018
本标准规定了串行或非(NOR)型快闪存储器(以下称为器件)的物理接口,存储阵列架构,指令定义和参数表说明等。
本标准适用于地址为24位的串行NOR型快闪存储器的设计和使用:规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T17574—1998
3半导体器件集成电路第2部分:数字集成电路术语和定义
GB/T17574一1998界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
状态寄存器
status register
存储器内部标志内部状态的寄存器。物理接口
引出端功能定义
器件引出端功能定义见表1。
引出端功能定义
引出端
SO/SI01
WP#/SIO2
SI/SIOO
HOLD#/SIO3
输入/输出
输入/输出
输人/输出
输入/输出
输人/输出
片选信号输人,低电平有效
串行数据输出端/串行数据端1
写保护端,低电平有效/串行数据端2地
串行数据输人端/串行数据端0
串行时钟输人端
保持功能输人端,低电平有效/串行数据端3供电电源
HiiKAoNiKAca
GB/T35008—2018
4.2数据接口类型
4.2.1单端口模式
单端口模式配备4个信号端口,即SCLK,CS#.SI.SO。输人数据在时钟上升沿采样,输出数据在时钟下降沿输出。此模式支持HOLD#保持功能和WP#写保护功能4.2.2双端口传输模式
双端口传输模式下数据传输速度是单端口模式的两倍。配备4个信号端口,即SCLK,CS#,SI/SIOO,SO/SIO1。此模式支持HOLD#保持功能和WP#写保护功能双端口传输模式为可选模式
4.2.3四端口传输模式
四端口传输模式下数据传输速度是单端口模式的四倍。配备6个信号端口,即SCLK,CS#,SI/SIOO,SO/SIO1,WP#/SIO2,HOLD#/SIO3。由于HOLD#和WP#被作为数据端,所以此模式不再支持HOLD#保持功能和WP#写保护功能。四端口传输模式通过设置寄存器QE实现,见5.2。当QE被设置为1后,所有四端口传输模式指令均可直接启动四端口传输模式。四端口传输模式为可选模式,
4.2.4模式转换
单端口模式与双端口传输模式通过对应的指令直接转换。四端口传输模式通过设置寄存器QE实现。当QE被设置为1后,所有四端口传输模式指令均可直接启动四端口传输模式4.2.5HOLD#保持功能
HOLD保持功能只在单端口模式和双端口串口模式下有效。HOLD#信号驱动为低电平后,任何通过串口与器件端口的通信都会被保持。如此时器件内部由于读写擦等动作处于忙状态,内部状态将不会被保持。
保持功能要求CS#保持为低电平,HOLD#驱动为低电平,之后应等到时钟首次为低电平,保持功能开启。如时钟不为低电平,则等到时钟为低电平时开启保持功能。当HOLD#驱动为高电平后,应等到时钟首次为低电平,保持功能结束。HOLD#保持功能启动时,数据输出端为高阻,数据输入和时钟无效,如CS#在保持功能有效期间驱动为高电平,保持功能结束。如要与器件重新通信,HOLD#应驱动为高电平,并且CS#应为低电平。HOLD#保持功能条件如图1所示。HOLD保持功能为可选功能。
HOLD#/SIO3
—保持—
图1HOLD#保持功能
-iiiKAoNhikAca
4.2.6WP#写保护功能
GB/T35008—2018
在单端口模式和双端口传输模式下,WP#信号驱动为低电平后,如保护位BRWD为1.则块保护位(BPO,BP1,BP2,和INV,CMP)将被锁定而不能修改,两信号应同时具备。WP#写保护功能为可选功能。
5存储阵列架构
存储架构
存储阵列架构如图2所示。存储阵列由一个或多个面块组成,一个面块由多个块组成,一个块由多个扇区组成,一个扇区由多个页组成。页是最小的读、写单元。面块0
5.2状态寄存器
扇区0
扇区N
扇区0
扇区N
扇区0
扇区N
存储阵列架构图
面块1
扇区0
扇区N
扇区0
扇区N
扇区0
扇区N
状态寄存器用于记录器件当前的工作状态和控制模式,器件配置的状态寄存器位定义见表2。表2
状态寄存器中各个状态位的描述见表3。状态寄存器位定义
HiiKAoNiKAca
GB/T35008—2018
状态位
BP4、BP3、
BP2、BP1、
表3状态寄存器位描述
写进行位,标志存储器是否正忙于编程/擦除/写状态寄存器。当WIP=1时,表示器件正忙于编程/擦除/写状态寄存器。当WIP=0时,表示器件没有进行编程/擦除/写状态寄存器等进程写使能锁存位,标志内部写使能锁存的状态。当WEL=1时,表示内部写使能锁存被设置。当WEL0时,表示内部写使能锁存被复位,并且没有接到写状态寄存器、编程或者擦除指令非易失的块保护位,他定义了防止编程和擦除的软件保护区域。这些位通过写状态寄存器(WRSR)指令被写人。当块保护位(BP4、BP3、BP2、BP1、BPO)设为1时,相关的区域保护起来以防止编程和擦除操作。如没有设置硬件保护模式,这些块保护位就可被编写。只有当块保护位(BP2、BP1、BPO)设为0且CMP=0时.全器件擦除指令才被执行状态寄存器保护位,是非易失读写位,他控制写保护的方式:软件保护、硬件保护四端口使能位,是状态寄存器中允许四端口操作的非易失读写位。当QE设为O时(默认状态),WP#引出端和HOLD#引出端有效;当QE设为1时1O2和1O3引出端有效。但是在单端口和双端口传输模式下,如WP#引出端和HOLD#引出端直接连接电源或者地,QE不能设为1状态寄存器中的非易失性一次性可编程位,为安全寄存器提供写保护控制和状态。LB的默认状态为0,安全寄存器没有被锁定;可通过写状态寄存器指令将LB设为1。LB是一次性可编程位,一旦被设为1,安全寄存器将成为永久的只读性是非易失性的读写位,他和BP4、BP3、BP2、BP1,BPO结合在一起为器件保护提供更大的灵活性。他的默认值为0
他是状态寄存器中的只读位。当执行完擦除/编程挂起指令(75H)后被设为1。SUS可通过编程/擦除恢复指令(7AH)或者电源掉电、上电循环清为05.3器件保护功能
器件应提供如下数据保护模式:a)写使能指令:该指令设置写使能锁存位(WEL)。当出现上电、写失效、写状态寄存器、页编程、擦除情况时,WEL会被复位
b)软件保护模式:块保护的方式通过设置寄存器实现。块保护位(BP4、BP3、BP2、BP1和BPO)定义了可读取但不能改变的存储器阵列区域,参照附录A。当某个块处于写保护范围内时,任何对该块的编程和擦除操作都不被执行。c)
硬件保护模式:WP#驱动为低电平以保护BPO位一BP4位和SRP位。d)深度休眠模式:在深度休眠模式下,除了从深度休眠模式下退出的指令外,所有的指令都无效5.4器件自毁功能
器件遇到特殊情况可启动自毁功能。自毁之后,不再接收任何指令,此模式永久生效。器件自毁功能的时序见6.2.30。
自毁功能为可选功能。
iiiKAoNhikAca
6指令定义
6.1指令集说明
GB/T35008—2018
所有的指令、地址和数据,都是在CS#为低电平后SCLK的上升沿,从最高有效位开始输入和输出器件。将一个字节指令代码输入到器件,最高有效位首先在SI端,每位在SCLK的上升沿时锁存每一个指令序列都以一个字节的指令代码开始。根据指令不同,后面可能是地址字节、数据字节,或者两者都有,或者都没有。当指令序列的最后一位输人完成后,CS#应驱动为高电平。对于读、快速读、读状态寄存器、从深度休眠模式恢复、读器件标识等指令,输入的指令序列后跟随着数据输出序列,数据输出序列中的任何位被移出后CS均可被驱动为高电平。对于页编程、扇区擦除、块擦除、全器件擦除,写状态寄存器,写使能写禁止,深度休眠等指令,CS#应在一个字节指令后驱动为高电平,否则指令不执行。即CS#为低电平后,时钟脉冲是八的整数倍时,CS#应驱动为高电平。对于页编程,如再输人不是一个完整的字节时CS#被驱动为高电平,WEL将不会被复位。指令集见表4。表4指令集
指令名称
写使能
写禁止
读状态寄存器
读状态寄存器-1
写状态寄存器-1
易失性状态寄存器
写使能
读数据
快速读数据bzxZ.net
双端口输出快速读
双端口输人/输出快
速读数据
四端口输出快速读
四端口输人/输出快
速读数据
四端口输人/输出快
速字读数据:
页编程
四端口页编程
扇区擦除
块擦除(32K)
块擦除(64K)
字节1
字节2
(S7SO)
(S15~S8)
(S7-S0)
A23~A16
A23~A16
A23~A16
A23~A8h
A23~A16
A23~A0
M7~MOd
A23~A0
M7~Mod
A23A16
A23→A16
A23~A16
A23~A16
A23~A16
字节3
(S15S8)
A15~A8
A15~A8
A15~A8
M7~Moh
A15~A8
允余f
A15~A8
A15~A8
A15~A8
A15~A8
A15~A8
字节4
A7~A0
(D7~DO)
(D7DO)c
(D7~DO)4
A7~A0
字节5
(D7~DO)
(D7~DO)
(D7DO)
字节6
(下个字节)
(D7~DO)
(D7DO)a
(D7→DO)e
(下个字节)
字节N
(连续)
(连续)
(连续)
(连续)
(连续)
(连续)
(连续)
(连续)
(连续)
GB/T35008—2018
指令名称
全器件擦除
复位使能
设置循环读
编程/擦除挂起
编程/擦除恢复
深度休眠
从深度休眠中退出,
并读器件标识
从深度休眠中退出
制造商/器件标识
读参数表
读标识
擦除安全寄存器
编程安全寄存器”
读安全寄存器”
器件自毁
字节1
C7/60H
字节2
A23~A16
制造商标识
A23~A16
A23~A16
A23~A16
表4(续)
字节3
A15~A8
A15~A8
A15~A8
A15~A8
字节4
A5H-元余-FAH-穴余-A5H-元余-0AH-穴余-10H双端口输出数据
1O0=(D6,D4,D2,D0)
101=(D7.D5,D3,D1)
双端口输入地址
I00=A22,A20,A18,A16,A14,A12.A10,A81O1=A23.A21.A19,A17.A15.A13.A11.A9四端口输出数据
100=(D4,DO,)
101=(D5,D1.)
102=(D6,D2·)
103-(D7,D3..)
四端口输人地址
100=A20,A16,A12,A8
A4,A0,M4,M0
101=A21.A17.A13.A9.
A5.A1.M5,M1
102=A22.A18.A14.A10.A6,A2.M6.M2103=A23.A19.A15.A11,A7.A3,M7.M3四端口输人/输出快速读数据
100=(x,x,x,x, D4, D0,..)
101=(xX,x,x, D5, D1,...)
102=(xx,x,x, D6, D2...*)
103=(x,x,x,x, D7, D3,...)
字节5
器件标识
制造商标识
(D7~DO)
字节6
器件标识
(D7~DO)
(D7~DO)
(D7~DO)
A6.A4.A2.A0,M6,M4.M2.M0
A7.A5.A3.A1.M7.M5.M3,M1
字节N
(连续)
(连续)
(连续)
(连续)
指令名称
字节1
字节2
四端口输人/输出快速字读数据
100=(x,x,D4,DO...)
101=(x,x., D5, D.-)
102=(x,x, D6.D2...)
103=(x.x,D7,D3.--)
表4(续)
字节3
8四端口输人/输出快速字读数据:最低地址位应为0。h安全寄存器地址
字节4
字节5
安全寄存器0:A23~A16=00H,A15~A8=00H,A7~A0=字节地址;安全寄存器1:A23~A16=00H,A15~A8=01H,A7~A0=字节地址;安全寄存器2:A23~A16=00H,A15~A8=02H,A7~A0=字节地址;安全寄存器3:A23A16=00H,A15~A8=03H,A7A0=字节地址。允余位和循环位
100=(x,xx,x, x,x. W4, x)
101=(x,x,x,x,x.x.W5,x)
102=(x,x,x.x,x.x,W6,x)
103=(x,x,x,x,x,x,W7,x)
6.2指令集描述
6.2.1写使能(06H)
GB/T35008—2018
字节6
字节N
写使能(06H)是为了设置写使能锁存位WEL,在页编程、扇区擦除、块擦除、全器件擦除、写状态寄存器、擦除/编程安全寄存器前,应先设置WEL位。06H指令时序如图3所示。CS#
写禁止(04H)
图306H指令时序图
写禁止(O4H)是为了复位写使能锁存位WEL。WEL位在下列情况下会被复位:写状态寄存器完成后,掉电复位并再次上电后;在页编程、扇区擦除、块擦除、全器件擦除、擦除/编程安全寄存器、复位指令完成后。04H指令时序如图4所示。
GB/T35008—2018
6.2.3读状态寄存器(05H/35H)ZX
图404H指令时序图
读状态寄存器(05H/35H)用来读状态寄存器中的内容。即使正在进行编程、擦除或写状态寄存器,也可随时读状态寄存器。当一个循环周期中,推荐在发送新的指令前检查写进行位(WIP)。读状态寄存器指令也可连续读状态寄存器。指令代码05H,SO端将输出状态寄存器S7~SO的内容;指令代码35HSO端将输出状态寄存器S15~S8的内容。05H/35H指令时序如图5所示。CS#
101112
13141516
6.2.4写状态寄存器(01H)
05H或35H
S7~SO或S15~S8
XXXXXXOXO
最高有效位
图505H/35H指令时序图
写状态寄存器(01H)可为状态寄存器写人新内容。器件接收写状态寄存器指令前,应先执行写使能指令。当写使能指令被解码和执行后,器件设置了写使能锁存位(WEL)。写状态寄存器指令对状态寄存器的S15、S1、S0没有影响。当数据字节的第8位或第16位被锁存后,CS#应驱动为高电平,否则不执行写状态寄存器指令。CS#在数据字节的第八位驱动为高电平后,CMP和QE位被清为O。一旦CS#驱动为高电平,定时写状态寄存器循环启动。当写状态寄存器周期进行时,仍然可读状态寄存器的写进行位(WIP)的值。在定时写状态寄存器循环内,WIP=1,周期完成时WIP=O。当循环完成后,写使能锁存(WEL)被复位。写状态寄存器指令允许用户改变块保护位的内容(BP4、BP3、BP2、BP1、BPO),以定义只读区域的大小。写状态寄存器指令还允许用户按写保护信号(WP#)设置或复位状态寄存器保护位(SRP1)。状态寄存器保护位(SRP)和写保护信号(WP#)让器件处于硬件保护模式。当进人硬件保护模式时,不执行写状态寄存器指令。01H指令时序如图6所示。8
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