给ESP32选择外接SPI Flash

【前言】：  许多用户在使用 ESP32 做开发的时候，都会碰到如何选择外接 Flash 的难题，因为不同厂商的 Flash 存在很多差异，Flash 支持的工作模式也不同。在这里写个帖子给大家参考.

【如何给 ESP32 选择外接 Flash】
用户在选择 Flash 时，需要注意以下几个方面：
* 工作电压
* 容量
* 工作模式
* 工作环境温度

  1. 工作电压
    这是一个用户在选择 Flash 时很容易忽视但又非常重要的参数，下面列出几个常用的 ESP32 模组的 Flash 工作电压。
    * ESP32-WROOM-32： 3.3V
    * ESP32-WROOM-32D： 3.3V
    * ESP32-WROVER： 1.8V
    * ESP32-WROVER-B： 3.3V
  1. 容量
    ESP32 支持的 Flash 最大容量为 128 Mbit（16 Mbyte），推荐用户选择的容量范围为 16~128 Mbit 中选择
  1. 工作模式
    Flash 常用的工作模式有 4 种：DOUT/DIO/QOUT/QIO
    * DOUT: 地址为 1 线模式输入，数据为 2 线模式输出
    * DIO： 地址为 2 线模式输入，数据为 2 线模式输出
    * QOUT：地址为 1 线模式输入，数据为 4 线模式输出
    * QIO：地址为 4 线模式输入，数据为 4 线模式输出
    用户如果需要使用 QIO 模式，则需要在选择 Flash 时确认该 Flash 是否支持 QIO 模式、
  1. 工作环境温度
    不同用户开发的产品使用的环境温度也不同，可根据实际的工作环境进行选择。在flash手册中都有芯片的工作环境温度说明.
  1. 烧写工具

在乐鑫官方提供的烧写工具中，有对 SPI flash的操作模式供选择, 如果选择对应的芯片不支持的操作模式，会报错的.

工作模式:
Flash 常用的工作模式有 4 种：DOUT/DIO/QOUT/QIO
* DOUT:地址为 1 线模式输入，数据为 2 线模式输出
* DIO：地址为 2 线模式输入，数据为 2 线模式输出
* QOUT：地址为 1 线模式输入，数据为 4 线模式输出
* QIO：地址为 4 线模式输入，数据为 4 线模式输出

  1. 三种SPI接口说明：

标准SPI 引脚: CLK, /CS, DI, DO, /WP, /Hold

Dual SPI: CLK, /CS, IO0, IO1, /WP, /Hold

Quad SPI: CLK, /CS, IO0, IO1, IO2, IO3

标准SPI

标准SPI通常就称SPI，它是一种串行外设接口规范，有4根引脚信号：clk , cs, mosi, miso

CLK(Serial Clock):时钟线

CS(Chip Select):片选接口

DI(Serial Data Input):数据输入端口

DO(Serial Data Output):输出输出端口

Standard SPI 为普通序列式闪存，注意它的 DI DO都是单向的

DUAL SPI的读写速度是普通序列式闪存的2-3倍,DI和DO是双向的，称作DI0 DI1;

DUAD SPI的读写速度是普通序列式闪存的4-6倍；DI和DO是双向的，称作DI0 DI1,同时，/WP和/HOLD也变成输入输出管脚，称作DI2 DI3

Dual SPI

它只是针对SPI Flash而言，不是针对所有SPI外设。对于SPI Flash，全双工并不常用，因此扩展了mosi和miso的用法，让它们工作在半双工，用以加倍数据传输。也就是对于Dual SPI Flash，可以发送一个命令字节进入dual mode，这样mosi变成SIO0（serial io 0），mosi变成SIO1（serial io 1）,这样一个时钟周期内就能传输2个bit数据，加倍了数据传输

 Qual SPI

与Dual SPI类似，也是针对SPI Flash，Qual SPI Flash增加了两根I/O线（SIO2,SIO3），目的是一个时钟内传输4个bit

所以对于SPI Flash，有标准spi flash，dual spi , qual spi 三种类型，分别对应3-wire, 4-wire, 6-wire，在相同clock下，线数越多，传输速率越高。

spi flash一般为NOR Flash

提供部分SPI flash 参考型号列表。

Components

Manufacturer

Type

 Capacity

Working Voltage

Supporting Wires

Flash

复旦微电子（Fudan Micro）

FM25Q32

32M

2.7~3.6

Dual/Quad-SPI)

Flash

复旦微电子（Fudan Micro）

FM25Q16

16M

2.7~3.6

Dual/Quad-SPI)

Flash

复旦微电子（Fudan Micro）

FM25F16A

16M

　

Dual SPI

Flash

复旦微电子（Fudan Micro）

FM25Q08

8M

2.7~3.6

Dual/Quad-SPI)

Flash

复旦微电子（Fudan Micro）

FM25F08A

8M

　

Dual SPI

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q32JV

32M

　

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q16DV

16M

　

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25X16CV

16M

　

Dual SPI

Flash

华邦电子（Winbond）

W25X80CL

8M

　

Dual SPI

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q40CL

4M

　

Dual/Quad-SPI)

Flash

北京兆易（GigaDevice）

GD25Q16CTEG

16M

2.7V - 3.6V

Dual/Quad-SPI)

Flash

北京兆易（GigaDevice）

GD25Q41B

4M

　

Dual/Quad-SPI)

Flash

北京兆易（GigaDevice）

MD25D16C

　

　

　

Flash

北京兆易（GigaDevice）

GD25Q32C

32M

2.7V - 3.6V

Dual SPI

Flash

ISSI

ISSI25LQ32/16/08B

32M/16M/8M

　

Dual/Quad-SPI)

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q80DV

8M

2.7V - 3.6V

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q80BL

8M

2.3V - 3.6V

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q80BW

8M

1.65V - 1.95V

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q80EW

8M

1.65V - 1.95V

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q80DL

8M

2.3V - 3.6V

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q16CL

16M

2.3V - 3.6V

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q16DW

16M

1.65V - 1.95V

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q16FW

16M

1.65V - 1.95V

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q32FV

32M

2.7V - 3.6V

Dual/Quad-SPI)

Flash

华邦电子（Winbond）

W25Q32FW

32M

1.65V - 1.95V

Dual/Quad-SPI)

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

Flash

北京兆易（GigaDevice）

GD25Q80C

8M

2.7V ~ 3.6V

　

Flash

北京兆易（GigaDevice）

GD25VQ80C

8M

2.3V - 3.6V

　

Flash

北京兆易（GigaDevice）

GD25LQ80B

8M

1.65V - 2V

　

Flash

北京兆易（GigaDevice）

GD25VQ16C

16M

2.3V - 3.6V

　

Flash

北京兆易（GigaDevice）

GD25LQ16

16M

1.65V - 2V

　

Flash

北京兆易（GigaDevice）

GD25LQ32C

32M

1.65V - 2V

　

　

　

　

　

　

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25U8035E

8M

1.65V - 2V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25L8035E

8M

2.7V ~ 3.6V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25V8035F

8M

2.3V- 3.6V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25U8032E

8M

1.65V - 2V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25U8033E

8M

1.65V-2V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25R8035F

8M

1.65V-3.6V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25R1635F

16M

1.65V-3.6V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25U1635F

16M

1.65V-2V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25V1635F

16M

2.3V - 3.6V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25L1633E

16M

2.7V-3.6V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25L1636E

16M

2.7V-3.6V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25L3273F

32M

2.65V ~ 3.6V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25U3235F

32M

1.65V - 2V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25L3233F

32M

1.65V - 2V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25R3235F

32M

1.65V-3.6V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25L3236F

32M

2.65V-3.6V

　

Flash

旺宏（MXIC）

MX25L3255E

32M

2.7V-3.6V

　

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