这些年随着半导体工业的快速发展，存储器件的容量和工业得到了快速提升，NAND flash就是存储器设计和工艺发展的结果。现在新型的处理器几乎都具备了与SPI nand falsh接口的能力，这又进一步促进了nand flash的高速发展。本文介绍了国产兆易创新的1Gbit nand flash在UPS监控数据存储中的设计注意事项。

相比SPI NOR Flash，SPI Nand Flash具有更高的容量、更便宜的价格和更短的读写时间。

兆易创新的GD5F1GQ4和华邦电子的W25N01GV参数对比如下：

表 1 GD5F1GQ4和W25N01GV主要参数列表

GD5F1GQ4相比W25N01GV具有速度上的 优势，同时可以支持1.7V~2.0V供电电压，增加了器件的应用范围。此外兆易创新为国产厂家，供货周期相比华邦电子也更有优势。

板卡功能框图如下所示。

图 1 功能框图

该项目为工业UPS电源监控板，处理器通过RS232连接到工业UPS电源，读取UP的电流、电压、功率等参数，一方面将这些参数保存到本地的GD5F1GQ4 flash中，便于在以太网通信出现故障时可以从本地读取参数信息；另一方面则通过以太网将UPS的运行参数上传到远程服务器，以便监控UPS的运行状态，同时也可以远程控制UPS的启动和停止。因为UPS的数据量并不大，采用1Gbit的GD5F1GQ4 flash可以保存3-5天的参数信息。

项目中GD5F1GQ4的电路图如下图所示。

图 2 GD5F1GQ4接口电路图

我们选择了3.3V的器件，接口采用x4 SPI的接口模式与处理器进行连接，以提高通信速率。其中WP#信号和D2，HOLD#信号和D3为复用信号，设计时需要加上拉电阻，避免因为悬空造成误动作。电源引脚增加了磁珠和电容，构成LC滤波电路，可以过滤电源干扰，同时也可以减少和抑制EMI辐射，同时电容可以在Flash高速工作时提供瞬时的高电流。

GD5F1GQ4的PCB设计如下图所示。

图 3 GD5F1GQ4 PCB正面布局  

图 4 GD5F1GQ4 PCB透视图

板卡采用4层PCB设计，第二层为GND，第三层为POWER，这对于高速信号传输很有帮助，可以有效减少电源干扰和地弹效应，改善器件的供电状况。紫色方框内的器件为上图中L2，C149和C150，放在PCB背面紧靠GD5F1GQ4的8脚VCC，减少走线的电感效应，以便更好地为GD5F1GQ4供电。