LE25U20AQG：2M位串行闪存存储器的技术剖析

在电子设备不断向小型化、高集成化发展的今天，闪存存储器的性能和适用性变得尤为关键。LE25U20AQG作为一款2M位（256K x 8）的串行闪存存储器，凭借其独特的特性和功能，在众多应用场景中展现出了强大的竞争力。今天，我们就来深入剖析这款产品，为电子工程师们在设计中提供参考。

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产品概述

LE25U20AQG是一款与串行接口兼容的闪存存储设备，采用256K x 8位配置，使用单一2.5V电源供电。它被封装在8引脚超小型封装中，充分发挥了串行闪存设备的固有特性。这种设计使得该设备非常适合存储程序代码，尤其适用于对尺寸要求越来越紧凑的便携式信息设备。此外，通过小扇区擦除功能，它还适用于参数或数据存储，对于那些重写次数相对较少、EEPROM容量不足的应用场景也能很好地应对。

产品特性

电源与电压范围

LE25U20AQG使用单一2.5V电源，电源电压范围为2.30至3.60V，这使得它在不同的电源环境下都能稳定工作。

工作频率与温度范围

其工作频率可达30MHz，能满足高速数据传输的需求。工作温度范围为 -40 至 85°C，适应各种恶劣的工作环境。

接口与扇区大小

支持SPI模式0和模式3，提供了灵活的接口选择。扇区大小分为4K字节/小扇区和64K字节/扇区，方便用户根据不同的存储需求进行操作。

多种功能

具备小扇区擦除、扇区擦除、芯片擦除功能，以及页编程功能（256字节/页），还拥有块保护功能和状态功能。这些功能使得数据的管理和保护更加方便。

可靠性

读写操作高度可靠，重写次数可达100,000次，数据保留期长达20年，为数据的长期存储提供了保障。

引脚分配与描述

符号	引脚名称	描述
SCK	串行时钟	控制数据输入/输出时序，输入数据和地址在串行时钟上升沿锁存，数据在下降沿输出
SI	串行数据输入	数据和地址从此引脚输入，在串行时钟上升沿内部锁存
SO	串行数据输出	设备内部存储的数据在串行时钟下降沿从此引脚输出
CS	芯片选择	引脚逻辑电平为低时设备激活，为高时设备被选中并进入待机状态
WP	写保护	引脚逻辑电平为低时，状态寄存器写保护（SRWP）生效
HOLD	保持	引脚逻辑电平为低时，串行通信暂停
VDD	电源	提供2.30至3.60V的电源电压
VSS	接地	提供0V电源电压

设备操作

命令执行

LE25U20AQG通过芯片内部的命令寄存器来执行读取、擦除、编程等操作。命令和数据按照“表2命令设置”输入后，在设备内部锁存以执行所需操作。

串行接口模式

支持SPI模式0和模式3，在CS引脚下降沿时，根据SCK的逻辑电平自动选择相应模式。

命令设置

命令	第1总线周期	第2总线周期	第3总线周期	第4总线周期	第5总线周期	第6总线周期	第N总线周期
读取	03h	A23 - A16	A15 - A8	A7 - A0
	0Bh	A23 - A16	A15 - A8	A7 - A0	X
小扇区擦除	D7h/20h	A23 - A16	A15 - A8	A7 - A0
扇区擦除	D8h	A23 - A16	A15 - A8	A7 - A0
芯片擦除	C7h
页编程	02h	A23 - A16	A15 - A8	A7 - A0	PD *	PD *	PD *
写使能	06h
写禁止	04h
掉电	B9h
状态寄存器读取	05h
状态寄存器写入	01h	DATA
读取硅ID 1	9Fh
读取硅ID 2	ABh	X	X	X
退出掉电模式	ABh

注：“X”表示“无关紧要”（即可以输入任何值），代码后的“h”表示十六进制。所有命令的地址A23至A18为“无关紧要”。除读取命令外，其他命令需在所有总线周期输入后CS引脚上升才能被识别。“PD”代表页编程数据。

命令及操作描述

读取命令

有4总线周期读取命令和5总线周期读取命令两种。4总线周期读取命令输入24位地址后，数据在指定地址同步SCK输出；5总线周期读取命令除输入24位地址外，还需输入8个虚拟位。两种命令的区别在于是否输入第五总线周期的虚拟位。

状态寄存器

状态寄存器保存设备内部的操作和设置状态，可进行读取和改写。共8位，各位含义如下：	位	名称	逻辑	功能	上电时间信息
Bit0	RDY	0	就绪/擦除/编程	0
	1
Bit1	WEN	0	写禁止	0
	1	写使能
Bit2	BP0	0	见BP0和BP1的状态寄存器描述。块保护信息	非易失性信息
	1
Bit3	BP1	0	非易失性信息
	1
Bit4			保留位	0
Bit5			0
Bit6			0
Bit7	SRWP	0	状态寄存器写使能	非易失性信息
	1	状态寄存器写禁止

状态寄存器读取

可在小扇区擦除、扇区擦除、芯片擦除、页编程、状态寄存器写入等操作期间执行。命令仅包含第一总线周期，输出内容同步时钟下降沿。

状态寄存器写入

可改写BP0、BP1和SRWP位的信息，RDY、WEN、位4、位5和位6为只读位。写入信息存储在非易失性存储器中，掉电后内容保留。

写使能与写禁止

写使能命令将状态寄存器WEN设置为“1”，允许进行小扇区擦除、扇区擦除、芯片擦除、页编程和状态寄存器写入等操作；写禁止命令将WEN设置为“0”，禁止意外写入。

掉电模式

掉电命令将除硅ID读取命令和退出掉电命令外的所有命令设置为禁止接受状态。掉电期间内部写操作时，掉电命令将被忽略。可通过掉电退出命令退出掉电状态。

擦除操作

小扇区擦除

将任意小扇区（4K字节）的存储单元数据设置为“1”。命令包含第一至第四总线周期，输入24位地址后，内部擦除操作从CS引脚上升沿开始，可通过状态寄存器RDY检测擦除结束。

扇区擦除

将任意扇区（64K字节）的存储单元数据设置为“1”。命令和操作与小扇区擦除类似。

芯片擦除

将所有扇区的存储单元数据设置为“1”。命令仅包含第一总线周期，操作过程与其他擦除操作类似。

页编程

在同一扇区页内编程1至256字节的数据。编程前需使用小扇区擦除、扇区擦除或芯片擦除清除页面数据。命令输入后，在每个时钟上升沿加载程序数据，直到CS引脚上升沿。

保持功能

使用HOLD引脚可暂停串行通信。当SCK逻辑电平为低时，HOLD引脚下降沿使设备进入保持状态，上升沿退出保持状态。

上电与数据保护

上电时，CS引脚必须保持在VCC。上电后，等待电源电压稳定在2.30V以上，读取操作需等待100μs，写入操作需等待10ms。为防止意外写入，LE25U20AQG集成了上电复位功能，并通过硬件和软件数据保护措施确保数据安全。

去耦电容

为确保设备稳定运行，每个设备需提供一个0.1μF的陶瓷电容，连接在VDD和VSS之间。

规格参数

绝对最大额定值

参数	符号	条件	额定值	单位
最大电源电压	VDDmax	相对于VSS	-0.5 至 +4.6	V
DC电压（所有引脚）	VIN/VOUT	相对于VSS	-0.5 至 VDD + 0.5	V
存储温度	Tstg		-55 至 +150	°C

超过最大额定值可能会损坏设备，影响其功能和可靠性。

工作条件

参数	符号	条件	额定值	单位
工作电源电压	VDD		2.30 至 3.60	V
工作环境温度	Topr		-40 至 85	°C

超出推荐工作范围可能会影响设备的可靠性。

允许的DC工作条件

包括读取模式工作电流、写入模式工作电流、CMOS待机电流、掉电待机电流、输入泄漏电流、输出泄漏电流、输入低电压、输入高电压、输出低电压、输出高电压等参数，为设备的正常工作提供了具体的电气指标。

上电时序

参数	符号	最小值	额定值	最大值	单位
上电到读取操作时间	tPU_READ	100			μs
上电到写入操作时间	tPU_WRITE			10	ms
掉电时间	tPD			10	ms
掉电电压	vBOT			0.2	V

引脚电容

在Ta = 25°C，f = 1 MHz条件下，输出引脚电容最大为12 pF，输入引脚电容最大为6 pF。

AC特性

包括时钟频率、SCK逻辑高电平脉冲宽度、SCK逻辑低电平脉冲宽度、输入信号上升/下降时间、CS建立时间、CS保持时间、数据建立时间、数据保持时间等一系列参数，为设备的高速操作提供了保障。

订购信息

设备	封装	发货（数量/包装）
LE25U20AQGTXG	WDFN8 2x3（无铅/无卤素）	2000 / 卷带包装

综上所述，LE25U20AQG以其丰富的功能、可靠的性能和紧凑的封装，为电子工程师在设计便携式信息设备等应用场景中提供了一个优秀的选择。在实际应用中，工程师们需要根据具体的需求和设计要求，合理使用其各项功能和参数，以确保设备的稳定运行。大家在使用这款产品的过程中，有没有遇到过什么特别的问题或者有什么独特的应用经验呢？欢迎在评论区分享交流。