NOR FLASH是很常见的一种存储芯片，数据掉电不会丢失，读取速度快，且支持可擦除写入。NOR FLASH支持Execute OnChip，及程序可以自接在FLASH中运行。

作为初始代码的载体，NOR被广泛应用于各个智能化领域。主板BIOS、数字机顶盒、家庭网关、路由器、loT、汽车电子、穿戴式设备、安防监控、人工智能等领域的代码存储媒介中都有NOR。其中，智能穿戴、AMOLED屏、手机摄像、loT设备、汽车电子、5G基站、增强现实、虚拟现实具备较大增长空间。

航顺芯片作为国内知名的芯片设计公司，量产基于全球最高工艺40nm NOR FLASH芯片HK25Q20和HK25Q16，目前已批量进入市场应用于各种场景，HK25Q20具有工艺制程高、性能强、成本优势明显等优点，可以PIN TO PIN完美替代目前主流的25Q40等小容量的NOR FLASH应用市场。其他基于以前55nm工艺量产之HK25Q40、HK25Q80、HK25Q32、HK25Q64、HK25Q128等全系列产品正常供货的同时正在加速迭代至40nm中！

欢迎广大客户联系我们或代理商，诚招有实力资深NOR Flash代理商洽谈合作！

GENERAL DESCRIPTIONS

The HK25Q20 (2M-Bit) serial flash supports the standard Serial Peripheral Interface (SPI)，and supports the Dual SPI: Serial Clock, Chip Select, Serial Data I/O0 (SI), I/O1 (SO)，I/O2 。The Dual I/O & Dual output data is transferred with Maximum speed of 208Mbits/s。

FEATURES

✦ SPI Flash Memories

 – Densities: 2Mbit

 – Standard SPI: SCLK, /CS, SI, SO

 – Dual SPI: SCLK, /CS, IO0, IO1
✦ Highest Performance Serial Flash

 – 104MHz for fast read

 – Dual I/O Data transfer up to 208Mbits/s  – Minimum 100,000 Program/Erase Cycles

 – More than 20-year data retention
✦ Low Power Consumption

 – Single 2.3V to 3.6V supply

 – 0.4μA standby current

 – 0.2μA deep power down current

 – 1.5mA active read current at 33MHz

 – 3.0mA active program or erase current
✦ Flexible Architecture

 – Uniform 256-byte Page Erase

 – Uniform 4K-byte Sector Erase  

– Uniform 32/64K-byte Block Erase

– Program 1 to 256 byte per programmable page

✦ Fast Program and Erase Speed

 – 2ms page program time

 – 15ms page erase time

 – 15ms 4K-byte sector erase time

 – 15ms 32K/64K-byte block erase time
✦ Advanced Security Features

 – 128-Bit Unique ID for each device

 – 1*256-Byte Security Registers with OTP Locks
✦ Package Information

 – SOP8

 – USON8 (3x2 mm)

 – USON8(1.5x1.5mm)

 – USON6(1.2x1.2mm)

 – TSSOP8

 – KGD

兆易创新今天宣布，推出GD25WDxxK6 SPI NOR Flash产品系列，采用1.2mm×1.2mm USON6超小型塑封封装，最大厚度仅为0.4mm，在如此紧凑、轻薄的空间内，其功耗、电压范围等方面均实现了进一步提升，为消费电子、可穿戴设备、物联网以及便携式健康监测设备等对电池寿命和紧凑型设计有着严苛需求的应用提供了理想选择。

如今，随着5G、物联网、AI等技术的不断迭代，在笔记本摄像头、智能遥控器、智能健康手环等采用电池供电的应用场景中，兆易创新对“小而精”的追求从未停止，这对应用其中的存储产品提出了更高的要求。

一方面，需要提供足够的代码存储空间来满足设备正常运行需求；

另一方面，也需要在尺寸和功耗方面追求精益求精，以适应电子设备日益小型化的趋势。

针对这一市场需求，兆易创新推出的GD25WDxxK6 SPI NOR Flash产品系列采用仅为1.2mm×1.2mm的超小型USON6封装，相比于前一代1.5mm×1.5mm USON8封装产品，缩小了高达36%的占板面积，为空间受限的产品提供了更大的设计自由度。

在低功耗设计方面，兆易创新将GD25WDxxK6系列的功耗控制在极低水平内，在待机状态下，电流仅为0.1μA，可显著延长电子设备的电池寿命。

此外，为满足便携式电子产品的存储需求，GD25WDxxK6提供单通道、双通道SPI模式，具有1.65V~3.6V宽电压工作范围，支持512Kb~4Mb不同容量的选择，最高时钟频率可达104MHz，拥有10万次的擦写寿命，数据有效保存期限可达20年，且全系列支持-40℃~85℃, -40℃~105℃, -40℃~125℃温度范围。

兆易创新存储事业部执行总监陈晖先生表示：“随着万物互联时代下的数据狂潮席卷而来，电子设备对于存储产品不断发出挑战，而兆易创新要做的就是从挑战中寻求突破。此次推出的1.2mm×1.2mm的超小型USON6 GD25WDxxK6 SPI NOR Flash，在方寸之间实现了优异性能。从小尺寸到低功耗，兆易创新从用户需求出发，不断推陈出新，再次将我们‘创新’的DNA发挥得淋漓极致。”

目前兆易创新GD25WDxxK6系列中512Kb~1Mb容量产品已全面量产；2Mb~4Mb容量产品可提供样片，预计在8月中旬实现量产，客户可联络销售代表或授权代理商了解相关的信息。

MM32系列微控制器为用户提供了丰富的选择，可适用于工业控制、智能家电、建筑安防、医疗设备以及消费类电子产品等多方位嵌入式系统设计。在某些应用中，需要较大容量的存储空间用于存储数据；这时可以通过SPI 外扩NOR Flash，NAND Flash, 或者通过SDIO扩展SD Card或TF-Card。但有些需要高速存储数据，上述方式还是不够快速，这时可以使用MM32F3270系列的FSMC来外扩并行NOR Flash来实现。

并行NOR Flash与并行SRAM和PSRAM的读写接口大部分相同，但NOR Flash的写入速度与SRAM和PSRAM比较，相对较慢，需要通过NWAIT 信号检查NOR Flash的操作状态，并做一些等待，相应的时序需要根据不同的NOR Flash芯片所规定的参数而做相应的设置即可。

本文接下来就使用MM32F3270外挂S29GL128P NOR Flash芯片来演示FSMC对NOR Flash芯片的设置与读写。

前文已经介绍了MM32F3270的FSMC的接口功能与特色。结合MM32F3270 的FSMC外部接口信号，可使用异步方式访问NOR Flash，可以选用复用或非复用方式扩展NOR Flash，还可以通过配置实现外扩8位总线或16位总线接口的NOR Flash。

MM32F3270系列MCU因为封装的原因，导致只有部分MCU产品可以通过硬件复用出全部或部分的FSMC接口的相关GPIO；外扩NOR Flash也只有使用 LQFP144引脚封装MCU芯片才能支持连接地址数据非复用和复用方式外扩并行NOR Flash；而LQFP100引脚封装芯片因地址线缩减，仅支持连接地址数据复用方式外扩并行NOR Flash。LQFP64因为无法引出足够的地址与数据总线，同样不支持外扩并行NOR Flash。

目前市场上非复用型16位数据总线接口的NOR Flash也是较为普遍，下面针对非复用方式，介绍MCU与NOR Flash的硬件原理图设计和软件寄存器配置。

在此用MM32F3270的FSMC接口扩展S29GL128P NOR Flash，其原理框图如下：

S29GL128P的数据按 16 位的Half Word寻址，容量128M Bit, 16M字节，从芯片手册中可以查询到S29GL128P的引脚功能描述如下：

S29GL128P可以通过CS, OE, WR, WP#, RY/BY#控制电路，结合Address与Data I/O实现对NOR Flash的读写操作。

1、FSMC非复用方式控制NOR Flash的硬件设计

外部设备地址映像从FSMC的角度看，FSMC外扩寻址空间用于访问最多4个FSMC地址映射空间，可以用于访问4个NOR闪存或SRAM/PSRAM存储设备，并对应的有4个专用的片选FSMC_NE[4:1]。

外部存储器划分为固定大小为64M字节的四个存储块，见下图。

存储区块与片选信号对应关系：

HADDR是需要转换到外部存储器的内部AHB地址线。HADDR[25:0]包含外部存储器地址。HADDR是字节地址，而存储器访问不都是按字节访问，因此接到存储器的地址线依存储器的数据宽度有所不同，如下表：

对于16位宽度的外部存储器，FSMC将在内部使用HADDR[25:1]产生外部存储器的地址FSMC_A[24:0]。不论外部存储器的宽度是多少(16位或8位)，FSMC_A[0]始终应该连到外部存储器的地址线A[0]。

根据外部NOR Flash设计原理图：

2、FSMC非复用方式控制NOR Flash的程序设计

根据配置的接口电路配置GPIO初始化程序与FSMC初始化程序。

void FSMC_NOR_Init(void)
{
    FSMC_InitTypeDef  FSMC_InitStructure;
    FSMC_NORSRAM_Bank_InitTypeDef  FSMC_BankInitStructure;

    FSMC_NORSRAM_BankStructInit(&FSMC_BankInitStructure);
    FSMC_NORSRAMStructInit(&FSMC_InitStructure);
    RCC_AHB3PeriphClockCmd(RCC_AHB3ENR_FSMC, ENABLE);

    FSMC_BankInitStructure.FSMC_SMReadPipe    = 0;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_ReadyMode     = 0;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_WritePeriod   = 15;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_WriteHoldTime = 3;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_AddrSetTime   = 3;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_ReadPeriod    = 15;
    FSMC_BankInitStructure.FSMC_DataWidth     = FSMC_DataWidth_16bits;
    FSMC_NORSRAM_Bank_Init(&FSMC_BankInitStructure, \
    FSMC_NORSRAM_BANK1);

    FSMC_InitStructure.FSMC_Mode = FSMC_Mode_NorFlash;
    FSMC_InitStructure.FSMC_TimingRegSelect = FSMC_TimingRegSelect_0;
    FSMC_InitStructure.FSMC_MemSize = FSMC_MemSize_64MB;
    FSMC_InitStructure.FSMC_MemType = FSMC_MemType_FLASH;
    FSMC_InitStructure.FSMC_AddrDataMode = FSMC_AddrDataDeMUX;
    FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_InitStructure);
}

GPIO初始化

void FSMC_GPIO_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBENR_GPIOB | RCC_AHBENR_GPIOC | \
    RCC_AHBENR_GPIOA | RCC_AHBENR_GPIOD | RCC_AHBENR_GPIOE | \
    RCC_AHBENR_GPIOF | RCC_AHBENR_GPIOG, ENABLE);

    GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource4, GPIO_AF_12);  //NOE
    GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource5, GPIO_AF_12);  //NWE
    GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource6, GPIO_AF_12);  //NWAIT
    GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource11, GPIO_AF_12); //A16
    GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource12, GPIO_AF_12); //A17
    GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource13, GPIO_AF_12); //A18
    GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource14, GPIO_AF_12); //D0
    GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource15, GPIO_AF_12); //D1
    //省略部分代码
    GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource0, GPIO_AF_12);  //A0
    GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource1, GPIO_AF_12);  //A1
    GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource2, GPIO_AF_12);  //A2
    GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource3, GPIO_AF_12);  //A3
    //省略部分代码
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  =  GPIO_Pin_All;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin  =  GPIO_Pin_6;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_FLOATING;
    GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

    //省略部分代码

}

从选择的片选信号与FSMC外扩存储映像空间可以得出Bank2地址为0x64000000，使用该地址作为读写外部NOR Flash的基地址。

#define NOR_FLASH_START_ADDR       ((u32)0x64000000)
#define NOR_FLASH_END_ADDR         ((u32)0x67FFFFFF)
//读一个半字
u16 FSMC_NOR_ReadHalfWord(u32 ReadAddr)
{
    NOR_WRITE(ADDR_SHIFT(0x00555), 0x00AA);
    NOR_WRITE(ADDR_SHIFT(0x002AA), 0x0055);
    NOR_WRITE((NOR_FLASH_START_ADDR + ReadAddr), 0x00F0 );
/* exit autoselect (write reset command) */
    return (*(vu16*)((NOR_FLASH_START_ADDR + ReadAddr)));
}
//连续读一块半字数据
void FSMC_NOR_ReadBuffer(u16* pBuffer, u32 ReadAddr, u32 NumHalfwordToRead)
{
    NOR_WRITE(ADDR_SHIFT(0x0555), 0x00AA);
    NOR_WRITE(ADDR_SHIFT(0x02AA), 0x0055);
    NOR_WRITE((NOR_FLASH_START_ADDR + ReadAddr), 0x00F0);
/* exit autoselect (write reset command) */
    for(; NumHalfwordToRead != 0x00; NumHalfwordToRead--) {
        // Read a Halfword from the NOR
        *pBuffer++ = *(vu16*)((NOR_FLASH_START_ADDR + ReadAddr));
        ReadAddr = ReadAddr + 2;
    }
}

读写外部NOR Flash与读写外部SRAM的操作，地址寻址方式是一样的，但NOR Flash的写数据有较大的不同。

以单个Word编程为例，如下为写单个Word的流程图与实现代码：

NOR_Status FSMC_NOR_WriteHalfWord(u32 WriteAddr, u16 Data)
{
    NOR_WRITE(ADDR_SHIFT(0x0555), 0x00AA);
    NOR_WRITE(ADDR_SHIFT(0x02AA), 0x0055);
    NOR_WRITE(ADDR_SHIFT(0x0555), 0x00A0);
    NOR_WRITE((NOR_FLASH_START_ADDR + WriteAddr), Data);

    return (FSMC_NOR_GetStatus(Program_Timeout));
}

通过MindMotion的官网下载MM32F3270 lib_Samples：

作者： 电子创新网张国斌

TWS耳机、机顶盒、笔记本、平板、汽车仪表盘、5G基站、AMoled显示屏、路由器、医疗电子设备、物联网设备.....这一长串设备都需要一个关键的小器件--NOR Flash，这个小器件的缺货可能导致杀伤力很大，因为没有这个小器件，这一长串设备就面临停工的危险！

近日，NOR Flash龙头台湾旺宏说NOR Flash交期竟然要达2年！这让很多业者恐慌，NOR Flash供应未来将如何？在2021年慕尼黑上海电子展上，我们采访了兆易创新存储器事业部市场经理薛霆，他分享了兆易创新对NOR Flash未来走势的看法。

“兆易创新的Flash目前全部产品线都已经过渡到55nm新工艺，我们已经推出了一系列从最小容量512Kbit到最大容量2Gbit的全系列的SPI NOR Flash。我们是全球第一家把SPI NAND Flash推向世界而且量产的公司。”他强调，“3年前我们开始推动55nm工艺研发，经过3千片以上wafer的磨合，把55nm做到了可以大规模量产。我们55nm的产品第一，工艺上更先进，每一颗的体积更小，功耗上也比65nm降低了30%左右。从功耗到面积都带来了更多的节省，给客户也带来了更有性价比的产品。”

他表示大量设备都要用到NOR Flash，如PC、笔记本、服务器、智能网卡、BMC基板管理设备等。AR眼镜也需要用到一颗Flash去存储这些关键数据。

“今年，2020版智能电表开始大量上市，这里面也都需要用到可靠性非常高的NOR Flash，新颁布的电表要求第一，它对用电的记录数据量更大了，每几分钟就要存用户用电数据量。国家电网的目的就是希望它以后可以分析你每家每户怎么用电、省电，甚至什么电器最耗电，这是它的终极目标。它对电表的要求越来越智能化，伴随这种智能化，就需要更多更可靠性的存储芯片去存储本地的数据，做程序的管理。还有包括一些通讯应用。”他解释说，“伴随着整个世界进入到SOHO模式，网络通讯带宽越来越大了，也需要更多5G基站，大量的基站也需要用到SPI NOR Flash，这需要至少10万次擦写、20年数据保证时间。室外基站都是很高的温度下，需要一些高可靠性的连续工作十年以上的 NOR Flash，这个正好是我们公司擅长的。我们与国际和国内一些基站客户都在紧密地合作。”

在TWS耳机方面，他指出目前TWS耳机上有很多新兴的应用，包括心率、心电、语音唤醒都已经出现了，这意味着对Flash容量的需求越来越大。此外，大量物联网设备也需要用到NOR Flash。

关于NOR Flash产能，他指出兆易创新一直在和供应链保持紧密的合作关系，“实际上产能的扩充需要很长的周期，至少18个月，涉及裸晶圆、设备，进厂以后还要调试，良率到一定阶段才能真正量产。但是我们用的这些生产芯片的设备都是很高精尖的，里面也需要芯片，从上游的晶圆到下游的供应链、封装测试，每一个环节的设备都呈现紧张的状态，同时客户的需求在猛烈增长，也需要较长的一段时间才能逐步地满足现在客户这么旺盛的需求。”他强调，“我们的出货量还在稳步上升。但我们发现虽然我们出货量还在稳步上升，但是客户需求比我们上升得还快。一年前我们就开始布局产能扩充，但是一年前没有想到会发生疫情，目前Flash这块有3个工厂都在支持我们的产能,去年下半年开始他们都在不断地进行产能上的调配。我们的产能还是在逐步缓慢上升中，预计我们的排名还会上升！”

他透露大量海外知名客户，尤其工业类的应用包括电力、车载客户，也开始找兆易合作了，兆易今年的目标是把55nm做扎实，把各种容量、规格做全。“Flash产品的特点就是很散，需求很多样化，一定要把各种规格做全。”他指出。