串行SPI NOR闪存和并行NOR闪存之间的比较

NOR闪存由于其可靠的数据存储,已经在嵌入式设备中广泛使用了很长一段时间。对于某些低功耗应用,串行SPINOR闪存比并行NOR闪存设备更受欢迎。与串行SPINOR闪存相比,并行NOR闪存具有并行性,因此吞吐量更高。但是,随着串行SPINOR闪存设备中多通道(2-8条并行数据线)支持的出现,它现在在低功耗设备中变得越来越流行。这些闪存设备主要用于嵌入式系统中以存储引导代码,有时还用作存储元件。这些引导设备使用就地执行(在此称为XIP)方法来执行本机存储设备中的代码。 XIP方法与代码在执行之前首先从其起始位置移动的方法形成对比。由于无需在执行之前移动代码,因此XIP方法通常会减少所需的内存组件数量并缩短启动时间。 SPI器件的新创新,例如八进制传输格式和DDR操作,使它们能够以极高的速度使用,并提高了系统性能。本文介绍了可用于利用存储设备提供的XIP功能的系统级别和存储设备策略。串行或并行NOR设备有两种主要的NOR设备类型:串行和并行。串行SPINOR闪存可通过小引脚数串行接口(例如SPI)进行访问。这些器件专为因引脚数少和封装小而限制了成本和尺寸的应用而设计。尽管并行NOR设备具有更宽的接口,因此具有更高的性能,但与串行设备相比,它们需要更大的封装和更高的成本。这就是为什么串行SPINOR闪存设备经常出现在空间和功耗受限的设计中的原因,例如手持设备,仪表和传感器,机顶盒(STB)和打印机,本地路由器和硬盘驱动器。并行NOR器件的XIP性能比串行SPINOR闪存好得多,但是由于其低成本和低功耗,串行SPINOR闪存设备在嵌入式系统中变得越来越流行。对于并行NOR,在133MHz时钟上的典型带宽为250MBps,而对于串行SPINOR闪存,在108MHz时钟下的典型速度为54MBps。串行或非串行设备串行SPINOR闪存设备使用I2C,Microwire和SPI等协议与内存接口。所有这些协议都使用一条/两条数据线与设备接口。 SPI协议的最新增强功能(例如引入双模式,四模式和八进制模式以及执行DDR操作的能力)使SPI成为更高吞吐量的首选。 SPI最初是由两根数据线和一条时钟线组成的三线协议,但是由于嵌入式设备对吞吐量的更高要求,各种供应商都推出了新的多通道协议以提高设备性能。双数据速率协议也被引入改进的SPI设备中,这进一步推动了吞吐量限制。图1显示了SDR工作频率为108MHz,DDR频率为133MHz的各种SPI设备的吞吐量。新的SPI器件即将上市。它在SDR中提供最高133MHz的频率支持,在DDR模式下提供80MHz的支持,分别产生133MBps和160MBps的吞吐量。这些创新极大地减小了并行和NOR闪存设备之间的差距,为具有高吞吐量要求的系统提供了一种低成本解决方案。 q