Flash存储器（二）：SPI NAND Flash与SPI NOR Flash

目录

一.存储架构

二.接口与封装

三.特性对比

四.典型应用场景

4.1 SPI NOR Flash

4.2 SPI NAND Flash

五.技术演进与市场趋势

六.选择建议

6.1 选择SPI NOR的场景

6.2 选择SPI NAND的场景

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        SPI NAND Flash和SPI NOR Flash是嵌入式设备中常用的存储器。下面通过全面对比分析来了解它们。

一.存储架构

1.SPI NOR Flash

        基于NOR结构，每个存储单元独立寻址，支持随机访问（类似RAM）。其接口早期为并行（Parallel）形式，后因引脚兼容性和体积问题转向SPI串行接口。

2.SPI NAND Flash

        基于NAND结构，采用页-块存储管理，地址和数据线复用，需按页或块顺序读写。在传统并行NAND基础上集成SPI接口和ECC纠错模块，简化了控制器设计。

二.接口与封装

1.SPI NOR

        通常采用SOIC或WSON封装，引脚少（如8引脚），体积小，兼容不同容量芯片。

2.SPI NAND

        封装更小（如WSON8 8x6mm），支持更大容量（1Gb~4Gb），内置ECC纠错，减少主控负担。

三.特性对比

特性对比

序号	特性	SPI NOR Flash	SPI NAND Flash
1	读取速度	（1）随机读取快（微秒级），适合代码执行。 （2）一般可达50-166MB/s（QSPI/DTR模式）	（1）顺序读取快，随机读取较慢（需页预读） （2）一般可达26-83MB/s（预读取/ECC优化）
2	写入/擦除速度	（1）写入慢（毫秒级），擦除以扇区为单位（典型30ms） （2）一般为0.1-2MB/s（单字节/扇区操作）	（1）写入快（页级操作），擦除以块为单位（典型2ms） （2）一般为20-35MB/s（页编程模式）
3	擦写寿命	约10万次（如GD25系列）	10万次以上（车规级GD5F系列）
4	容量与成本	容量相对较小（512Kb 至 2Gb），单位成本高	容量大（1Gb 至 8Gb），单位成本低
5	功耗	低功耗设计（如GD25NE系列读功耗降低50%）	较高（因ECC模块和频繁操作），但整体优化后仍具竞争力

四.典型应用场景

4.1 SPI NOR Flash

1.代码存储与执行

        嵌入式系统启动代码（如STM32外接W25X16）、智能手机基带处理器代码存储。

2.低功耗设备

        可穿戴设备（GD25NE系列支持1.2V SoC，功耗减半）。

3.实时控制

        工业PLC、汽车仪表盘（需快速随机读取响应）。

4.2 SPI NAND Flash

1.大容量数据存储

        智能电视固件、监控摄像头视频缓存（1Gb容量满足高密度需求）。

2.车载电子

        智能座舱、Tbox（GD5F系列通过AEC-Q100认证，耐宽温）。

3.物联网网关

        日志存储、OTA升级（内置ECC和FTL简化设计，如天微电子方案）。

五.技术演进与市场趋势

1.SPI NOR Flash

（1）低电压与高性能

        兆易创新GD25NE系列支持双电压（1.8V核心+1.2V IO），适配下一代低功耗SoC。

（2）功能安全

        车规级产品通过ISO 26262认证，满足ASIL-D要求。

2.SPI NAND Flash

（1）高可靠性与集成化

        内置FTL（Flash Translation Layer）实现坏块管理、磨损均衡，适合RTOS精简系统（如工业控制、无人机）。

（2）车规与国产化

        兆易创新GD5F系列全产业链国产化，填补车用大容量存储空白。

六.选择建议

6.1 选择SPI NOR的场景

        需快速启动、低延迟代码执行（如STM32启动代码）、小容量配置（32Mb~256Mb）、功耗敏感设备（如医疗传感器）。
        例如，兆易GD25NE256H（256Mb，双电压）用于智能手表。

6.2 选择SPI NAND的场景

        大容量数据存储（≥1Gb）、频繁擦写（如日志记录）、空间受限设计（如车载模块）。
        例如，兆易GD5F4GQ6（4Gb，车规级）用于智能座舱数据存储。