GD25B128数据手册

一、产品概述

GD25B128是兆易创新（GigaDevice）推出的一款高性能SPI NOR Flash存储器，容量为128Mb（16MB）。该产品支持标准SPI、双I/O SPI（Dual SPI）和四I/O SPI（Quad SPI）三种接口模式，最高时钟频率可达133MHz（在30pF负载下），数据传输速率最高可达532Mbits/s（Quad SPI模式下）。GD25B128采用单电源供电，电压范围为2.7V至3.6V，适用于各种低功耗应用场景。其工作温度范围为-40℃至85℃（工业级）或-40℃至105℃（扩展工业级），满足不同环境下的使用需求。

GD25B128的存储结构采用统一的4KB扇区和32KB/64KB块设计，支持快速编程和擦除操作。页面编程时间典型值为0.5ms，扇区擦除时间典型值为45ms，块擦除时间典型值为0.15s至0.25s，芯片擦除时间典型值为50s。此外，GD25B128还具备高级安全功能，包括软件写保护、顶部/底部块保护、128位唯一ID、串行闪存可发现参数（SFDP）寄存器和带OTP锁的安全寄存器等。

二、工作原理

GD25B128基于浮栅型NOR Flash技术，通过在浮栅上存储电荷来表示数据“0”或“1”。在编程操作中，通过在控制栅上施加高电压，使电子隧穿到浮栅上，形成电荷积累，从而改变晶体管的阈值电压。擦除操作则是通过在衬底上施加高电压，使浮栅上的电子隧穿回衬底，恢复晶体管的原始状态。读取操作则是通过检测晶体管的阈值电压来确定存储的数据。

SPI接口是GD25B128与外部控制器通信的主要方式。在标准SPI模式下，数据通过单根数据线（SI/SO）进行传输；在Dual SPI模式下，数据通过两根数据线（IO0/IO1）进行传输；在Quad SPI模式下，数据通过四根数据线（IO0/IO1/IO2/IO3）进行传输。这种多线接口设计显著提高了数据传输速率，满足了高速数据存储的需求。

三、主要作用

GD25B128作为一款高性能NOR Flash存储器，广泛应用于各种需要非易失性存储的场景。其主要作用包括：

1、程序存储：GD25B128可用于存储嵌入式系统的启动代码、操作系统内核和应用程序等，确保系统在断电后仍能快速启动并恢复运行。

2、数据存储：GD25B128可用于存储配置参数、用户数据、日志信息等，提供可靠的非易失性存储解决方案。

3、XIP（Execute-in-Place）支持：GD25B128支持XIP操作，允许CPU直接从Flash中执行代码，无需先将代码加载到RAM中，从而节省了系统资源和启动时间。

四、产品特点

GD25B128具有以下显著特点：

1、高速数据传输：支持Quad SPI接口，最高时钟频率133MHz，数据传输速率高达532Mbits/s。

2、低功耗设计：典型待机电流为14μA，深度掉电电流仅为1μA，适用于电池供电设备。

3、高级安全功能：提供软件写保护、块保护、唯一ID和安全寄存器等功能，确保数据安全。

4、灵活的存储结构：统一的4KB扇区和32KB/64KB块设计，支持快速编程和擦除操作。

5、宽电压范围：单电源供电，电压范围2.7V至3.6V，适应不同电源环境。

6、多种封装形式：提供SOP8、SOP16、USON8、WSON8等多种封装形式，满足不同空间布局需求。

五、引脚功能

GD25B128的引脚功能根据封装形式的不同而有所差异，但主要引脚功能如下：

1、SCLK：串行时钟输入，用于同步数据传输。

2、CS#：芯片选择，低电平有效，用于激活设备。

3、SI/IO0：串行数据输入（标准SPI）或双向数据线0（Dual/Quad SPI）。

4、SO/IO1：串行数据输出（标准SPI）或双向数据线1（Dual/Quad SPI）。

5、IO2/IO3：双向数据线2和3（仅Quad SPI模式使用）。

6、RESET#：硬件复位，低电平有效，用于将设备恢复到初始状态。

7、WP#：写保护，低电平有效，用于禁止对特定区域的编程和擦除操作。

8、VCC：电源输入，电压范围2.7V至3.6V。

9、GND：地。

六、主要功能

GD25B128的主要功能包括：

1、编程操作：支持页面编程，每个页面256字节，编程时间典型值为0.5ms。

2、擦除操作：支持扇区擦除（4KB）、块擦除（32KB/64KB）和芯片擦除，擦除时间典型值分别为45ms、0.15s至0.25s和50s。

3、读取操作：支持高速读取，访问时间典型值为7ns。

4、写保护：提供软件写保护和硬件写保护（WP#引脚），禁止对特定区域的编程和擦除操作。

5、安全功能：提供128位唯一ID、SFDP寄存器和带OTP锁的安全寄存器，确保数据安全。

6、XIP支持：允许CPU直接从Flash中执行代码，提高系统启动速度和运行效率。

七、应用产品

GD25B128广泛应用于以下产品领域：

1、汽车电子：用于存储车载娱乐系统、导航系统、车身控制模块等的程序和数据。

2、工业控制：用于存储PLC、HMI、工业传感器等的配置参数和日志信息。

3、物联网设备：用于存储智能电表、智能水表、智能家电等的程序和数据。

4、网络通信：用于存储路由器、交换机、基站等的启动代码和配置参数。

5、消费电子：用于存储智能手机、平板电脑、可穿戴设备等的固件和用户数据。

6、PC及周边：用于存储主板BIOS、显卡固件、外设驱动程序等的程序和数据。

八、可替代型号

GD25B128可替代以下常见型号：

1、GD25Q128：同为兆易创新推出的128Mb SPI NOR Flash，接口和功能与GD25B128相似，但可能在性能参数或封装形式上有所差异。

2、W25Q128：华邦电子推出的128Mb SPI NOR Flash，广泛应用于各种嵌入式系统，与GD25B128在接口和功能上具有较高的兼容性。

3、MX25L12835F：Macronix推出的128Mb SPI NOR Flash，支持标准SPI和Quad SPI接口，与GD25B128在性能和应用场景上相似。