【成功案例】兆易创新SPI NOR FLASH芯片GD25Q32CSIG用于KTV点歌设备上存放启动引导程序

时间： 2020-03-10 来源：世强

KTV娱乐是我们日常生活休闲的好去处，早期的KTV点歌设备是基于PC上来做的，慢慢的切换到嵌入式，现在很多已经在使用安卓系统了。KTV点歌设备大概可以分为两类，一类是常见的量贩式KTV比如agogo，一个场所有很多包厢，机房架设服务器存放MV，歌曲，电影等等资源，各个房间的点歌设备通过网口和交换机等到服务器上获得资源；另外一种就是点歌设备本身会带硬盘，内部存储了常用的一些资源，不需要再架设服务器，适用于家庭，小规模的休闲会所等。如下图1，是常见的一款点歌设备功能框图。

图1. 点歌设备功能框图

点歌设备要求要双显功能，对CPU和GPU的要求比较高，这里是使用了Realtek的方案；外部配上两条通道的DDR3，总容量最高可以到4GByte。VGA接口是接到触摸屏，主要是显示点歌界面；HDMI接口是接到电视，显示播放的MV和电影等。SATA口用来接硬盘，网口连接到交换机，这两部分是用来获取播放资源通道，音频DAC和录音等就是实现播放声音的输出和录音数据存储功能，单片机主要是用来做待机功能。

使用安卓系统的点歌设备，会根据使用环境的不同，配置不同的开机启动方式；可以从NAND FLASH，eMMC或者NOR FLASH启动。NAND FLASH和eMMC容量大，价格贵，可以在芯片内直接安装整个固件包；NOR FLASH容量小，价格便宜，只能装载开机启动引导程序，固件放在服务器或者硬盘上，通过引导程序来加载系统。如下图2是NOR FLASH这部分的设计原理图。

图2. NOR FLASH原理图

笔者公司目前在使用的SPI NOR FLASH芯片厂家有MXIC和Winbond，这两个厂家经常有供货难的问题，价格也相对会比较高；基于此，我们就希望再引入一家新的芯片厂家，做为一个新的替代品，价格方面也有一定的优势；经过采购部和研发部的共同确认，我们锁定了兆易创新。

这里选用的NOR FLASH是兆易创新的芯片GD25Q32CSIG，该芯片工作电压在2.7V~3.6V，工作环境温度在-40℃~+85℃，如果有更高需求可以选择到+125℃版本；支持高时钟频率，30PF负载下快速读取数据的频率为120MHz，双输出模式下的数据传输速率可达240Mbits/s，四输出的数据传输速率可达480Mbits/s；快速的烧写和擦除动作，页烧写时间为0.6ms，整个芯片的擦除时间15s。

KTV点歌设备是放在包厢房间里面的柜子里面，通常整个柜子比较小，里面的设备又很多，包含其他的效果器，功放，无线麦克风，灯光控制设备等，各个设备都是直接叠在一起，发热量大，散热很差，强弱线可能会交叉走线，基于此，我们的点歌设备在公司内部要做一系列的实验才能上市。常规的环境实验包括：常温烤机，高温烤机（满负载，40℃环境温度，运行24H），温度循环（满负载，-10℃和55℃各自持续3H，循环3次，温度切换速度<=2℃/min），湿热交变（满负载，湿度93%，25℃和55℃各自运行8H，循环一次，温度切换速度<=2℃/min ），低温运行（满负载，-10℃环境温度，运行24H），大量的开关机实验(总次数大于1000次)；同时针对FLASH和DDR也要做专门的测试，大批量的读写验证。GD25Q32CSIG配合我们机器经过上述的各项测试，符合我们的要求，也说明了该产品在可靠性和一致性上是有保证的。如下图3是我们产品的一个pcb板图。

图3.点歌设备pcb板图

兆易创新（GigaDevice）是一家以中国为总部的全球化芯片设计公司，公司致力于各类存储器、控制器以及周边产品的设计研发。GD25Q32CSIG芯片的封装为SOP8 208mil，该系列还有其他的封装包括SOP8 150mil、VSON8(308mil)、DIP8(300mil)、WSON8（6*4mm）、USON8（3*3mm）、USON8（3*4mm）、TFBGA-24ball(6*4 Ball Array)和TFBGA-24ball(5*5 Ball Array)，多样性的封装可以满足不同产品的使用需求。经过项目验证，该NOR FLASH芯片GD25Q32CSIG可以广泛的用于程序的存储，而且价格还便宜。

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