关于SPI Flash那些你不知道的事儿

发布时间：2024-12-22 16:33

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文章目录和EPROM的区别块、扇区、页傻傻分不清地址范围常用指令

以华邦W25Q128为例，详解SPI Flash的特点，读写注意事项，和地址范围等。

和EPROM的区别

以AT24C02 EPROM和W25Q128 SPI Flash为例。

EPROM通常采用是IIC串行总线，低速，单双工，通信速率一般是百KHz。而SPI Flash是采用的SPI总线，高速，全双工，通讯速率一般是百MHz。SPI Flash属于Flash ROM闪存，相比于EPROM，读写速度更快。EPROM通常用于存储不频繁读取的数据，如配置信息等，而EPROM通常用来存储经常读取的数据，如字库文件等。EPROM读写比较随意，想写那个地址写那个，想读哪个地址读哪个！而SPI Flash则比较规范，擦除的最小单位是扇区。向某个地址写入数据时，要先读取这个地址的数据是否为0xFF，如果不是0xFF，那么这个数据写入失败。所以通常的写操作是，在写某个地址之前，直接擦除这个地址所在的那个扇区，然后再写数据。当然，如果这个扇区的所有内容都是0xFF，则无需擦除，可以直接写入。EPROM通常容量比较小，大小为KB级的，如AT24C02是2KB，而SPI Flash容量比较大，大小为MB级的，如W25Q16是16Mbit，也就是2MB。EPROM型号通常是xx24系列，而SPI Flash通常是xx25系列，所以从芯片型号我们也可以看出ROM类型。EPROM数据保存时间大约是100年，而SPI Flash数据保存时间为20年。EPROM的读写次数为100万次左右，SPI Flash读写次数为10万次左右

AT24C02读写次数和存储时间
W25Q128读写次数和存储时间

块、扇区、页傻傻分不清

以华邦的W25Q128为例，容量为128Mbits，注意这里的单位是bit，换算成字节(Byte)，也就是：128Mbits/8 = 16MB = 16*1024KB = 16384 KB = 16,777,216B，所以很容易计算出整个存储空间的地址范围：0x000000~0xFFFFFF

SPI Flash和EPROM的很大的一个不同就是多了块、扇区、页的概念。

W25Q128的整个存储空间被分成了256个块（Block），每个块包含16个扇区（Sector），每个扇区又包括16个页。

所以，如果按照块来计算，W25Q128包括256个块。
如果按照扇区来计算，W25Q128包括256*16=4096个扇区。
如果按照页来计算的话，W25Q128包括4096*16=65536个页。

每个块的大小是：16384KB/256 = 64KB
每个扇区的大小是：64KB/16 = 4KB
每个页的大小是：4KB/16 = 256B

但是实际上，我们在进行读写操作时，都是区分块和扇区，不区分页的。包括在官方的Datasheet中，并没有重点提及页的地址范围。
在这里插入图片描述

地址范围

从存储容量来看，我们可以轻松的计算出W25Q128的整个存储空间的地址范围：0x000000~0xFFFFFF，也就是地址最大是24位。根据块的大小是64KB，扇区的大小是4KB，我们可以计算出每个块和扇区的地址范围：

块0的地址：`0x000000~0x00FFFF` 块1的地址：`0x010000~0x01FFFF` ..... 块255的地址：`0xFF0000~0xFFFFFF` 1234

对于每个块，以块0为例：

块0扇区0的地址：`0x000000~0x000FFF` 块0扇区1的地址：`0x001000~0x001FFF` .... 块0扇区15的地址：`0x00F000~0x00FFF` 1234

不知道你是否发现了，地址的高8位(23-16位)表示块的位置，第15-12位为扇区的位置。

例如，块10的第7个扇区的地址范围：0x0A 7 000 ~ 0x0A 7 FFF；

W25Q128支持读取任意一个地址的数据，范围：0x000000~0xFFFFFF

根据绝对地址，获取这个地址所在的块和扇区位置就很简单了：

/* 存储地址 */ uint32_t addr = 0xC0A002; /* 23-16位是块的位置 */ uint8_t block = addr >> 16;/* (addr & 0xFF0000)>>16*/ /* 15-12位是扇区的位置 */ uint8_t sector = (addr << 16) >> 28; /* (addr & 0x00F000)>>12 */ uart_init(115200); printf("addr:%x, block:%d, sector:%d\r\n", addr, block, sector); 1234567891011

运行结果