Quad SPIフラッシュメモリの使用上の注意：Q&Aで学ぶマイコン講座（105）（3/3 ページ）

[矢郷洋一（STマイクロエレクトロニクス），EDN Japan]

コマンド期間とステータス応答期間の境界に注意

　注意が必要なのは、入力と出力が切り替わるコマンド期間とステータス応答期間の境界です。入力と出力の役割が表1に示す通り切り替わります。

表1

	コマンド期間	ステータス応答期間
出力	マイコン	Quad SPIフラッシュメモリ
入力	Quad SPIフラッシュメモリ	マイコン

　Quad SPIフラッシュメモリは入力から出力へすぐに切り替わりますが、マイコンのQuad SPI、Octo SPIインタフェースの仕様によっては出力から入力への切り替わりに1サイクル必要な場合があります。この切り替わりの期間に、マイコンのQuad SPIインタフェースのIO信号線とQuad SPIフラッシュメモリのIO信号線が、どちらも出力として動作します。そのため、例えば、マイコン側がLOW出力になり、Quad SPIフラッシュメモリ側がHIGH出力になると、IO信号線上で短絡が発生し、大きな電流が流れてしまいます。

　図3がそうなった場合の実際の波形です。

図3：QPIモードで実際にトラブルが発生した時の波形［クリックで拡大］

　図3の青色の信号がSIO2、赤色の信号がSIO3、橙色の信号がSIO3信号線を電流プローブで計測した波形です。橙色の信号は、Quad SPIフラッシュメモリ側を+、マイコン側を-、としており、Quad SPIフラッシュメモリからマイコンへ流れる電流（マイコンへのシンク電流）を計測しています。

　マイコンがQuad SPIインタフェースのIO信号線を出力から入力に切り替える期間で、マイコン側がLOWを出力し、Quad SPIフラッシュメモリ側がHIGHを出力して短絡が発生しています。その結果、本来HIGHレベルになるはずの期間が短絡によって中間電位となり、また、マイコン側へ20mA近い電流が流れています。こういった事態が起きないように、マイコン側のQuad SPI、Octo SPIインタフェースの仕様を事前に確認し、Quad SPIフラッシュメモリのQPIモードと相性がよくない場合はQPIモードの使用を控える、という判断が必要です。

　マイコンのQuad SPI、Octo SPIインタフェースの仕様で、出力から入力に切り替わるのに1サイクルかかる場合でも、QPIモードのようにコマンド期間から複数のIO信号線を同時に使用するモードを使いたい場合は、Quad SPIフラッシュメモリではなく、Octo SPIフラッシュメモリの使用をおすすめします。

　図4は、Octo SPIフラッシュメモリのOPIモードでのRDSRコマンド通信波形図です。Quad SPIフラッシュのQPIモードとは異なり、Octo SPIフラッシュのOPIモードの場合は、コマンド期間とステータス応答期間の間にダミーサイクル期間があり、マイコンがOcto SPIインタフェースのIO信号線を出力から入力に切り替えるための猶予期間があるため、Quad SPIフラッシュのQPIモードで発生するトラブルを回避できます。

図4：Octo SPIフラッシュメモリ RDSRコマンド通信（STR-OPI Mode）［クリックで拡大］

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