非易失性存储器的可配置性

2．测试阶段配置灵活性的优点

因为配置寄存器的灵活性，用户还可以选择另一个功能。存储器可以分成两个主要设置。第一个设置主要用于应用测试阶段。在这个阶段，所有的指令都必须可用，以全面检测电路板以及存储器的功能。此外，可以临时让存储器工作环境受应力作用，例如，减少时钟周期次数且/或提高输出缓冲的强度，以改进线路负载情况的匹配性。

可以通过易失性配置寄存器查找最佳的存储器设置。当发现最佳的条件时，设置信息可能会保存到非易失性配置寄存器内。在下一次系统上电后，创新的SPI存储器将进入所需的工作模式，这实际上就第二个(最终)设置，在此模式下，存储器的工作方式完全不同于测试阶段。

如前文所述，在最终应用中，存储器不再是一个传统的SPI存储器。如果微控制器将闪存指定为仅高吞吐量的读取数据，则可以有效地去除标准SPI存储器的指令解码阶段。此外，在非易失性配置寄存器内写入一个适合的位，还可以缩短上电时间。

3．单线、双线或四线指令协议

配置寄存器的最大亮点是，除工业标准的单线命令协议外，还可以通过两个或四个引脚发送8位指令代码来控制SPI闪存。在SPI闪存的全程工作阶段(命令、地址和数据)，微控制器能够与位信息交换并行化的存储器互动，这个时候，微控制器就需要这个双线或四线命令传送功能。图3给出了用四个引脚发出一些指令的示例。



表2列出了当芯片组不需要发送指令代码时每个协议缩短的随机访问时间。



配置寄存器的灵活性

由于内置配置寄存器，存储器可以设置成5个不同的XIP模式，能够适合特定的应用需求和性能，通过节省指令时钟周期开销来缩短存储器随机访问时间。这个改进的性能可用于XIP应用，直接在SPI闪存内执行代码，无需把代码下载到RAM存储器。

为提供最佳的应用灵活性，N25Q闪存可通过两种方法进入XIP模式。第一种是非易失性配置方法，我们推荐在直接启动系统进入所需的XIP模式的最终应用中使用这种方法；第二种是易失性配置方法，我们建议在启动系统进入存储器标准模式的应用中使用这种方法。

由于配置寄存器提供的可选配置功能，这款产品是市场上首个提供这两种配置方法的四位I/O解决方案。除嵌入式系统的传统的3V Vcc 电压范围外，很多供应商开始提供无线应用需要的1.8V SPI闪存(还需要特别关注能效)。

为什么SPI闪存内置配置寄存器？

SPI闪存解决方案的主要优点是引脚数量少，可以简化电路板布局，降低系统总体成本，实现非常空间紧凑的解决方案。此外，不同的存储容量共用同一协议和引脚配置，使存储器容量可以自由扩减，并支持在一条总线上连接不同的器件。

与并行闪存相比，传统的SPI闪存解决方案的典型缺点是随机访问时间过长，因为SPI是一个固定、缓慢的同步协议，所以应用灵活性不高。配置寄存器架构的目的是克服传统SPI闪存的两大缺陷，同时保留原有优点。

作者：恒忆公司 产品市场工程师 Paolo Rolandi