NOR Flash串行接口基于控制器上常见的SPI接口。其采用SPI(1位)、Dual-SPI(2位)、Quad-SPI或Q-SPI(4位)甚至Octal-SPI(8位)接口。工程师正在从并行接口迁移到串行接口,以进行新系统设计。串行接口同时减少存储器和SoC的引脚数量,缩小PCB,从而降低成本,缩小外形尺寸。Octal SPI和HyperBus接口现在可提供高达400MB/秒的性能,与并行接口相媲美。请注意,虽然最近发布的赛灵思Versal FPGA可支持Octal SPI和Q-SPI接口,但14nm及更高级别的FPGA/SoC仅支持Q-SPI接口。
电压
除了并行接口和串行接口以外,接口的电压需求也是一个重要的选择标准。如今,用于5G的FPGA/SoC将以最先进的工艺节点开发,将减少3V电压的I/O支持,以提高IC的可靠性和性能。市场上大多数闪存都是3V组件(这意味着它们需要在2.7V至3.6V的电压范围下工作)。而最新的FPGA/SoC需要1.8V NOR Flash组件(这些组件需要在1.7V至2.0V的电压范围下工作)。随着FPGA和其他控制器继续向更小的外形尺寸和电源电压迈进,现在,1.2V NOR Flash组件将逐渐可用。虽然大多数NOR Flash组件只需要一个电源电压,但1.2V组件需要两个不同的电源。一个用于核心,另一个用于IO(输入和输出的高低条件参考VIO定义)。将VIO与VCC分离可为系统设计师提供更大的灵活性,但需要额外的电源。
市场上几乎所有的1.2V NOR Flash存储器都针对消费类应用。与5G无线基础设施应用的需求相比,消费类应用本质上具有低密度,因此不适合在这些应用中配置FPGA。由于可用的密度选项和对FPGA中1.8V IO的广泛支持,1.8V NOR Flash存储器仍然是最适合配置各种FPGA或为无线基础设施应用启动SoC的NOR Flash。
NOR Flash组件通常在FPGA/SoC配置周期之间是空闲的。某些NOR Flash组件上设有深度节能与待机模式,可以在配置完成后通过将NOR Flash组件置于低功耗状态来帮助降低功耗。
耐用性与数据保留
NOR Flash针对可靠性与性能进行了优化,而不是成本(与NAND Flash和SD卡等以消费者为导向的技术不同)。该技术使用相对较大的存储单元,可提供高耐用性与较长的数据保留。我们发现产品具有100K编程/擦除(P/E)周期的耐用性和长达10年的数据保留能力也不足为奇。请注意,通常人们不会担心此类应用的耐用性,因为Flash只能写入少量次数。如果我们只考虑将配置图像存储在Flash中,则情况确实如此。此外,一些设计师还使用Flash来高速缓存事务数据与系统错误日志。在这种使用场景下,系统日志每隔几分钟就会在Flash中更新一次。因此,8到10年寿命期间的P/E周期总数可超过最大耐用性规格而无损耗平衡。