GB/T 35009-2018
基本信息
标准号:
GB/T 35009-2018
中文名称:串行NAND型快闪存储器接口规范
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
串行
存储器
接口
规范
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 35009-2018 串行NAND型快闪存储器接口规范
GB/T35009-2018
标准压缩包解压密码:www.bzxz.net
标准内容
ICS.31.200
中华人民共和国国家标准
GB/T35009—2018
串行NAND型快闪存储器接口规范Specification for serial NAND 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
规范性引用文件
术语和定义
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引出端功能定义
数据接口类型
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(BP)方式目
GB/T35009—2018
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本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草GB/T35009—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、深圳市中兴微电子技术有限公司、中国航天科技集团公司第九研究院第七七二研究所、清华大学微电子学研究所、安凯(广州)微电子技术有限公司本标准主要起草人:苏志强、刘超、刘会娟、高硕、罗晓羽、武鹏、林建京、吴华强、邹天翔iKAoNi KAca
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1范围
串行NAND型快闪存储器接口规范GB/T35009—2018
本标准规定了串行与非(NAND)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
本标准适用于串行NAND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/T17574一1998半导体器件集成电路第2部分:数字集成电路3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。3.2
one-time programmable;OTP
一次性可编程
存储器内只可编程一次的存储区域,该区域一次编程后不可再次修改。3.3
纠错码
errorcorrectioncodeECc
种可提高快闪存储器可靠性的纠错方法。4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/SIO1
WP#/SI02
SI/SIOO
输人/输出
输人/输出
输人/输出
输人/输出
片选信号输人,低电平有效
功能定义
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串行数据输人端/串行数据端0
iiiKAoNikAca
GB/T35009—2018
引出端
HOLD#/SIO3
数据接口类型
单端口模式
输入/输出
输人/输出
表1(续)
串行时钟输人端
功能定义
保持功能输人端,低电平有效/串行数据端3供电电源
单端口模式配备4个信号端口,即SCLK,CS#,SI.SO。支持串行输入模式0和模式3.即输入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
双端口传输模式的数据传输速度是单端口模式的两倍。配备4个信号端口,即SCLKCS#,SI/SIOO,SO/SIO1。支持串行输人模式0和模式3。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
四端口传输模式的数据传输速度是单端口模式的4倍。配备6个信号端口,即SCLK,CS#,SI/SIO0,SO/SIO1,WP#/SIO2.HOLD#/SIO3。支持串行输人模式0和模式3。由于HOLD#和WP#被作为数据端口,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,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。4.2.5HOLD#保持功能
在单端口模式和双端口传输模式下,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。启动保持功能应CS#端保持为低电平,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,数据输人和时钟将无效,如CS#在保持功能有效期间驱动为高电平,保持功能也将被结束。HOLD#保持功能条件如图1所示。HOLD井保持功能为可选功能。
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HOLD#/SIO3
4.2.6WP#写保护功能
千保持
K保持
图1HOLD#保持功能条件
GB/T35009—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
4.2.7RESET#复位功能
当系统无法控制器件时,可通过RESET#复位来实现。RESET#驱动为低电平后,启动复位功能,器件复位状态如下:
处于待机模式;
一所有易失寄存器都回到上电后的状态;块0的页0的数据会下载到缓存中。RESET#实现方式:对于8个引出端的封装,在单端口模式或双端口传输模式下,HOLD#引出端可通过寄存器复用为RESET#引出端。四端口传输模式下,由于HOLD#为数据端,所以无法实现复用。对于16引出端或者24引出端封装,RESET#引出端可单独封装出来,此时单端口模式/双端口传输模式/四端口传输模式均支持RESET#复位功能RESET#复位功能为可选功能。
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,一个块是最小的擦除单元。一个块由多个页组成,页地址称为行地址,一个页由多个字节/字组成,页内地址称为列地址。一个器件所含有的块个数应在参数表6中说明。一个页是最小的读和写单元。一个页包含用户数据区和备用区,由多个字节组成。其中数据区的大小应是2的N次方。一个块中页的个数应是32的倍数。页的大小应在参数表8中说明每个面块应有一个页缓存器。页缓存器在数据还没有送到存储阵列之前或者数据从存储阵列下载后起到暂存数据的作用。
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状态寄存器
面块0
页缓存器
存储阵列架构图
面块1
页缓存器
器件配备的寄存器状态位定义见表2和表3。所有非只读寄存器不应被复位指令FFH清零。如CS#在读取过程中保持为低电平,则读出的内部状态应即时更新。表2
COH(只读)
OTP_PRT
OTP_EN
PRT_EN
状态寄存器位定义
ECC_EN
PROT_BLK
注:“RFU”表示保留位,用户在使用时应设置为低电平。表3
字节1
低块地址[7:0]
P_FAIL
状态寄存器字节定义
字节2
低块地址[10:8]
字节3
高块地址[7:07
GP_PROT
E_FAIL
字节4
高块地址[10:8]
字节5
反转字节
标明只读的为只读寄存器,未标明的为可读可写寄存器。各个寄存器状态位的描述见表4,状态位里有可读可写寄存器和只读寄存器。除OTP_PRTGP_PROT.PROT_BLK,功能寄存器(地为址90H)外,均为易失寄存器,即掉电后数据易失。寄存器的支持情况见表9说明表4状态寄存器位描述
状态位
上电默认状态
块保护寄存器的保护位。当引出端WP#为低电平时有效状态位
BP2,BP1,BPO.
OTP_PRT
OTP_EN
PRT_EN
ECC_EN
GP_PROT
ECCS1.ECCS0
P_FAIL
E_FAIL
PROT BLK
低块地址[7:0],低块
地址[10:8]
高块地址[7:0],高块
地址[10:8]
上电默认状态
‘1,1,1,0,.0\
表4(续)
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块保护的保护位寄存器,参照附录A,当BRWD为高电平且WP#为低电平时,不可修改
保护OTP区域不被修改的非易失寄存器。此位为掉电后数据还保持的非易失寄存器。设置后将永久不可修改OTP区域访间使能信号。当此寄存器设置为高电平时,才可对OTP区域做编程和读取操作,否则不可访问OTP区域永久块保护使能信号。置为1'时表示可设置块保护区域ECC使能信号。当此寄存器设置为高电平时,内部ECC被打开,否则内部ECC被关闭
非易失性的永久块保护地址组设置成功标志,不可编写。PRT_EN置起来后,编程成功,置为“1,掉电后不易失四端口传输模式启动的使能信号。只有此寄存器设置为高电平时,才可进入四端口传输模式
块0页0的ECC状态ECC状态位标志,为只读寄存器*0*
反转字节
器件保护功能
数据保护功能
器件提供如下数据保护模式:
编程失败与否的标志,为只读寄存器。当置为高电平时,表示本次执行编程操作失败,反之编程操作成功擦除失败与否的标志,为只读寄存器。当置为高电平时,表示本次执行擦除操作失败,反之擦除操作成功写使能标志,为只读寄存器。当写使能指令06H在闲时被器件接收后此寄存器置位为高电平
器件忙状态标志,为只读寄存器。当为高电平时,表示器件处于忙状态,为低电平时表示器件处于闲状态非易失性的永久块保护状态位。如一个块被保护了,此位为“1”非易失性的永久块保护低块的地址非易失性的永久块保护高块的地址非易失性的。当反转字节为FFH时,反转位为1.否则反转位为0。当反转位为1时,保护设定范围外的区域。当反转位为0时,保护设定范围内的区域
块保护:块保护(以下简称BP)方式对块进行写保护,当某个块处于写保护范围内时,任何对此a
锁定块的编程和擦除操作都将不被执行。块保护的方式通过设置寄存器实现,寄存器设置对应的保护方式见5.2。块保护的寄存器为易失寄存器,每次上电后,都恢复到默认状态。为了保护数据,默认状态下所有块均被保护,所以对某个块作写操作,应首先将其保护锁定打开。5
GB/T35009—2018
其中CMP和INV两个寄存器为可选寄存器,是否支持应在参数列表中说明。块保护方式参照附录A。
b)保护寄存器也可被保护起来,当被保护起来时,保护寄存器位不可被修改。引出端WP#置为低电平且寄存器BRWD为高电平,二者缺一不可。5.3.2永久块保护功能
永久块保护可通过设定状态寄存器来设定保护区域,防止编程和擦除操作。永久块保护操作步骤为:
设置PRT_EN为高电平;
设置功能寄存器90H;
设置高块地址,低块地址和反转节:c
发送10H十3字节地址,编程将保护范围固化,固化成功后GP_PROT会置为高电平,否则依d)
然保持“0”
擦除/编程永久块保护区域,会导致擦除/编程失败。这种保护功能是非易失性的,上电/断电都不会影响保护状态。
5.3.3唯一性标识
器件提供读唯一性标识功能,步骤为:a)
发送ECH十0xO0地址,将唯一性标识读取到缓存内;b)
发送0FH指令读状态寄存器;
c)用户可使用从缓存读数据指令(03H/0BH/3BH/6BH/BBH/EBH)从缓存中读唯一性标识。唯一性标识可存储在快速存储阵列中,充许主机以确定唯一性标识没有比特错误,则唯一性标识用他的补码形式返回。如唯一性标识和他的位补码的异或都是1,唯一性标识是有效的。为了适应唯一性标识的检索以防止位错误,应存储16份唯一性标识的副本及其对应的补码。例如,主机读32字节~36字节,应返回唯一性标识的另一个副本和他的补码。5.3.4OTP保护
只读OTP区域在出厂之前,由系统制造商将数据写人,系统出厂后用户只能通过读取指令将OTP区域的数据读出。
器件中可选的提供一次编程存储区域和只读OTP区域,OTP各个区域的大小应列在参数列表中OTP保护的操作步骤为:
a)功能位OTP_EN应置位为高电平;b)通过编程指令将数据编程到相应的地址页;c)主机记录完数据后,应设置功能位OTP_PRT,将OTP区域锁定锁定后的OTP区域将不能再次被编程,只能执行读操作。OTP区域的读操作同样应将功能位OTPEN置为高电平,之后通过读取数据指令读取相应的地址,从而将数据读出。功能位配置和指令见5.2。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,即便掉电也不可恢复。此模式永久生效。器件自毁功能的时序见6.2.11。自毁功能为可选功能。
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