【应用】GD25Q128E NOR flash用于多串口通信系统的设计方案，时钟速率比华邦W25Q128BV高30%

时间： 2020-03-19 来源：世强

技术问答

NOR Flash是一种电可擦除和非易失性的存储器，自从1988年被Intel发明以后，就以其可靠的存储机制，方便的擦写方式，以及长寿命，得到了广泛的应用。如今随着系统对硬件小体积的要求越来越高，SPI接口的NOR Flash也随之诞生，并且接口速率和容量都逐年提高。GD25Q128E是国产厂商兆易创新的一款128Mbit的SPI NOR Flash芯片，本文介绍了GD25Q128E在多串口系统中的设计和使用经验。

华邦的NOR flash是比较常用的存储器件。我们选择了同样容量的华邦型号进行了对比，如下表所示。

表 1 NOR Flash性能参数对比

从上表可以看出，兆易的GD25Q128E在多个对比项目中明显比华邦的W25Q128BV更有优势，其中时钟速率更是比华邦的高出了近30%，而且封装形式更加多样，可以满足不同应用的需求。其次兆易创新是国产厂家，又有世强作为销售渠道和技术支持，可以为国内企业提供更好的服务。

我们的应用场景是一块多串口的通信板卡。因为要用来存放处理器的运行代码，如果采用NAND Flash，坏块问题可能导致系统启动失败，而且项目要求器件国产化率必须达到95%以上，因此我们最终选择了兆易创新的GD25Q128E。

图 1 系统功能框图

系统主要功能是通过localbus扩展5路串口，用于采集传感器的数据，然后通过以太网发送到远程服务器进行分析和处理。GD25Q128E用来存放bootloader和运行代码。

NOR flash的电路图如下所示。

图 2 GD25Q28E原理图

GD25Q128E原理图设计需要注意以下几点：

1. GD25Q128E主要有4个信号，SPI_CS#为片选信号、SPI_SO为数据输出、SPI_SI为数据输入、SPI_CLK为时钟信号，这4个信号分别与处理器对接。

2. SPI_WP#信号为NOR Flash的写保护信号，低电平则禁止写入，这里上拉到高电平，则允许处理器对其进行写入操作，如果需要实现禁止写入功能，可以把R8去掉，SPI_WP#变为低电平，则NOR Flash就变成只读器件了。

3. HOLD引脚用于禁止处理器对其进行访问，这里接到3.3V，即NOR Flash处于正常工作状态。

4. VCC处加一颗磁珠和一颗电容，可以防止电源干扰，也可以减少EMI辐射。

所有电子器件都对热很敏感，NOR Flash也不例外，在它工作时应该尽量降低其表面温度，所以PCB布线很关键。GD25Q128E的PCB设计如下图所示。

图 3 GD25Q128E PCB设计图

上图中紫色框内器件为处理器；绿色框内器件为GD25Q128E；黄色框内器件为GD25Q128E的电源输入，也就是原理图中的L1和C1所在位置。从图中可以看出，为了保证GD25Q128E的工作性能达到最好，必须保证以下几个要点：

1. GD25Q128E要尽量靠近处理器；

2. SPI的几根信号线要尽量短；

3. GD25Q128E的电源滤波器件L1和C1要尽量靠近VCC引脚，减少其他干扰；

4. GD25Q128E芯片下方铺铜接地，这不但可以减少外界对芯片的干扰，还可以让芯片能通过地平面很快散热，以便提高器件的工作寿命。

只要做到了这几点，GD25Q128E就可以愉快地开始工作了。

板卡实物图如下所示。

图 4 GD25Q128E PCB照片

在板卡工作时，我们测试了GD25Q128E的表面温升，在环境温度为30℃时，其表面温度只升高了5℃左右。另外项目要求环境工作温度范围是-40℃~+65℃，所以我们将板卡放置在高低温箱中分别以-40℃、+25℃和+65℃满载各测试了8小时，系统运行正常，NOR Flash工作也很稳定，可以满足应用要求。

关于GD25Q128E的详细情况，可以在平台上查找相关资料，或者咨询世强工程师。

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型号- 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选型指南 - 兆易创新 - 2022/1/26 PDF 英文下载

【经验】使用Nor Flash GD25Q127C读取Manufacturer ID与Device ID的方法

在嵌入式开发中经常要使用到Nor Flash，系统中要了解Flash的相关信息比如生产厂家、容量、类型等，就需要读取Nor Flash 的ID，本文主要是以兆易的GD25Q127C为例，介绍如何读取Manufacturer ID与Device ID，本文使用的主控MCU为Silicon Labs的EFM8BB21，开发环境为Simplicity Studio V4，其他MCU读取方法类似。

设计经验发布时间 : 2019-10-07

【选型】Nor Flash选型时应该考虑哪些因素？

兆易创新2004年成立于美国硅谷，目前公司总部设在北京，专注于各类存储器和控制器的设计、研发和销售。GD是国内第一家存储器产品行业的上市企业，Falsh累计出货量超过100亿颗。我们在选择Nor Flash时要综合考虑各种因素，最终选出最合适的Nor Flash，本文将以兆易创新产品为例分享进行Nor Flash选型时经常要考虑的因素，方便大家快速选型。

器件选型发布时间 : 2019-11-27

【经验】兆易创新Nor Flash存储器结构介绍，以GD25Q127C为例

兆易创新是国内第一家存储器产品行业的上市企业，Flash累计出货量超过100亿颗。在嵌入式开发中经常要用到Nor Flash扩大系统的存储空间，了解Flash的内部存储结构是写驱动操作Flash的前提。本文主要以兆易创新的GD25Q127C为例，介绍兆易Nor Flash的存储器结构，来帮助刚接触到Nor Flash的用户。

设计经验发布时间 : 2019-09-07

【选型】国产NOR FLASH GD25Q32CSJGR可替代华邦W25Q32JVSSJQ应用于智能门锁

兆易创新GD25Q32CSJGR NOR FLASH具备接口速率快、功能丰富、安全特性好、体积小等优点，而且，在容量、接口及封装体积上与W25Q32JVSSJQ完全匹配，因此，GD25Q32CSJGR完全可以做到替换 W25Q32JVSSJQ应用于智能门锁上，另，GD25Q32CSJGR作为国产料，它还在价格及交期方面更占有优势。

器件选型发布时间 : 2020-06-28

【应用】国产SPI Nor Flash GD25Q256DYFGR用于工业相机，其容量高达256M

随着科技的发展，Flash在各个领域中起着越来越重要作用，Flash存储系统由于其优异的性能、高效的存储密度和出色的节能特性使得Flash存储有望替代机械磁盘成为企业级存储的核心。本文将介绍国产兆易创新高性价比方案的SPI Nor Flash GD25Q256DYFGR应用于工业相机。

应用方案发布时间 : 2022-02-25

【经验】GD25LQ256D用于低压处理器作为系统引导存储器的设计要点分享

GD25LQ256是兆易创新的一款低压NOR flash，用于配合低压接口处理器存放系统引导代码，可有效保障代码运行。本文介绍的项目是一款数据处理板卡，GD25LQ256D采用QSPI方式与处理器连接，说明原理图和PCB布线的设计重点。

设计经验发布时间 : 2020-09-23

【成功案例】兆易创新SPI NOR Flash GD25Q16CSIG用于STM32单片机远程升级工具的固件缓存

项目需要为云教学实验室开发一款可通过4G或WIFI网络远程升级STM32单片机固件的升级工具。用来缓存固件的SPI NOR Flash采用的是兆易创新的GD25Q16CSIG，容量大小为16Mbit。兆易创新对SPI NOR Flash的国产化，使GD25系列的存储芯片价格更有优势，数据可保存20年，擦写次数达到10万次，用在这个项目中非常合适。

应用方案发布时间 : 2020-03-09