在许多非常在意眇小化电路空间的设计中，随着数据量的增加，储存器占用的空间对付微型化设计来说非常的关键。闪存的NOR常日用来储存开机程序，而NAND常日用来储存大量数据。在电路板设计时，都必须为这些闪存IC预留焊接空间。
串行式NOR和NAND闪存由于脚位少，更有利于眇小型系统的设计。而华邦电子所生产的串行式NOR和NAND闪存约占全天下出货量的30%，在串行式闪存的出货量更是天下第一。华邦电所发明的 Quad Serial Peripheral Interface (QSPI) 是带宽更高、更高速的传输接口，可用来取代传统多脚位并列式闪存的运用，譬如，用于微掌握器和主芯片之间的连接。
为了符合微型化趋势的设计理念，华邦电提出了创新的运用方法，把串行式闪存NOR和NAND芯片堆栈在同一个芯片封装中。 这个方法取代了在电路设计中，必须要利用两个单独芯片，进而能节省电路设计的空间。
在这篇文章当中，紧张解释了在传统上利用上，两个或多个堆栈芯片的运用情境中所会遭遇到的瓶颈与难题，并解释如何藉由华邦电所提出的堆栈芯片办理方案来办理这些问题，来进一步提高产品的效能！
利用堆栈内存芯片的好处
常日在一个小型的装置会利用一个16Mbit的NOR闪存来储存开机程序,，其余会用另一个1Gbit的NAND闪存来储存数据或操作系统。NOR闪存具有快速读取的上风，可让系统进行随机存取，适用于须要常常快速读取数据的运用。而NAND闪存具有较快的写入速率，价格上也较512Mbit以上的NOR闪存来的便宜。
现行一样平常的设计大都是利用个别的NOR和NAND闪存来和主芯片连接。
然而现行分别利用两个内存的设计能透过华邦供应的SpiStack系列堆栈产品(如下图1) 来达成相同的设计结果。好处是能使电路板设计上减少一个内存组件，让电路设计更有弹性进而减少电路板的大小。
图1. 外不雅观尺寸较小的NOR闪存堆栈在NAND闪存上方。两个芯片透过封装打线固定在基板上。
运用上除了NOR加上NAND的堆栈，还可以是NOR加NOR或是NAND加NAND的堆栈组合。例如原来设计是用512Mbit的NAND须要扩增到1Gbit，但有可能1Gbit NAND的封装尺寸可能与原来利用的512Mbit不一样，导致须要变动电路板设计。而利用华邦这样有弹性的堆栈芯片组合，用两个512Mbit NAND加NAND的芯片堆栈在原来的封装中，不但可以让内存容量增大为两倍，还省去重新设计板子的问题。
堆栈芯片的紧张观点是要减少芯片脚位，让电路设计简化和减少重新设计所需的事情。不过华邦推出的堆栈芯片方案不但能够完备不增加芯片脚位来坚持电路设计的弹性，还能进一步改进读写效能。
低脚位数的堆栈芯片方案
堆栈芯片一个紧张的寻衅在于：如何让主芯片或微掌握器跟堆栈在同一个封装里面的闪存作沟通。为了避免在SPI通讯接口上的冲突，主芯片会透过芯片选择(CS)的硬件讯号来选择要存取的SPI接口闪存。
在其它厂家的堆栈芯片作法，芯片选择(CS)是透过硬件讯号来实现，以是若是两个芯片的堆栈就须要两个芯片选择(CS)的脚位，若是三个芯片的堆栈就须要三个芯片选择(CS)的脚位，依此类推。
显然地这样的堆栈芯片作法，增加了很多芯片选择(CS)的脚位，当然在电路板上也须要较多的空间给这些讯号线。
图2. 堆栈芯片用软件办法来实现芯片选择(CS)，仅须要一根芯片选择(CS)讯号。
然而透过华邦最新推出的W25M SpiStack系列闪存，可以办理这个问题，主芯片藉由利用软件的办法透过一个芯片选择(CS)的指令来选择要存取的闪存芯片 (如图2)。 在堆栈芯片里的每一个芯片都有独立不冲突的标识符(ID)，透过标识符(ID)可让软件实行芯片选择(CS)并知道现在正在存取的芯片是哪一个。
由于是透过软件的办法由一个芯片选择(CS)的指令来选择要存取的闪存芯片，可让2~4个芯片封装在标准的8-pin SOP 或 8-pad SON 封装中 (如图3)。然而其他厂商堆栈芯片的作法必须多出相对应的芯片选择脚位(CS)，因而常日须要利用16-pin SOP or 24-ball BGA 相对尺寸较大的封装而增加电路设计的繁芜度。
图 3. 透过软件实现办法让3个堆栈芯片可以封装在一个8-pin脚位的封装中。
对付开拓者而言，要实现华邦SpiStackTM的多芯片选择(CS)指令相称随意马虎。 “C2h”指令可用于选择任一堆栈芯片来存取 (如图4)，不管现在芯片状态为何，都可在任一韶光作切换去选择芯片。
图4. 在C2h指令利用各芯片的唯一标识符作选取。
如何达到较快速的读取和写入操作效能
相较于SRAM和DRAM而言，写入速率慢是闪存实质的特性。系统常碰着的一个情形是当要读取闪存时，若刚好先前有实行过写入的指令，这时若要读取闪存则须要等待写入程序的完成，如此一来就摧残浪费蹂躏系统在等待的韶光。另一个作法是实行指令让写入程序先停息，等待读取完所需的数据后，再实行回答写入指令让先前未完成的写入程序连续实行，但这样的作法不但让实行上变的繁芜，也拖慢真正要读取与写入的韶光。
华邦推出的堆栈芯片可以透过同时操作避免掉前述的问题。也便是当一个芯片正再进行写入或擦除的程序时，可以同韶光的去读取其余一个芯片 (如图5)。
图5. 在华邦闪存的两个堆栈芯片中，当一个芯片在实行写入或抹除时，主芯片可以对其余一个芯片同时去作读取、 写入或抹除的程序。
犹如先前的阐述，在SPI接口上同一韶光一次只能选取到一个芯片，但是华邦SpiStackTM技能是可以让两个芯片同时进行操作。例如，当一个芯片在进行写入或抹除程序时可同时对另一个芯片作读取，或是当一个芯片在进行写入或抹除程序时也可对另一个芯片同时下达写入或抹除的指令。
在很多的运用中，若能够利用同时操作的程序就能够大幅提升影象体操作的效能。 这代表华邦SpiStackTM在操作上能够比其他只能单一实行一个程序的操作办法更快更有效率。
供应同质与异质的闪存堆栈搭配组合
华邦的SpiStack堆栈芯片办理方案供应客户多种的闪存容量与封装组合，包含同构型的内存堆栈(例如NOR+NOR 或 NAND+NAND) 或是异质性的内存堆栈 (例如 NOR+NAND) 等组合。华邦作为天下级的内存设计和制造商，能够供应最多样化的产品组合来知足客户对内存容量和封装的需求。
有弹性的设计和利用普遍的封装是开拓设计者对付选用内存的主要考虑, 这样目的是可以让之后的设计可以直接改换不同容量的内存而不须要作电路的变更。
目前已经可以供货的SpiStack堆栈芯片产品包含：
•a 16Mbit NOR + 1Gbit NAND
•a 32Mbit NOR + 1Gbit NAND
•a 64Mbit NOR + 1Gbit NAND
•a 128Mbit NOR + 1Gbit NAND
•a 512Mbit NOR consisting of two 256Mbit NOR dies
•a 2Gbit NAND consisting of two 1Gbit NAND dies
更多在2018年即将供货的产品组合在华邦电子的SpiStack产品型录当中，个中也可透过客户提出的需求来操持供货。
更多电子工程华邦干系产品专辑，请参考
