4G大容量SPI NAND怎么选？

起因：为什么突然关注这颗料

前阵子帮朋友折腾一个开源掌机的项目，就是那种能模拟PS1、玩GBA的DIY小机器。板子空间极其有限，主控引脚也金贵，但又要塞下一个完整的Linux系统和中文字库，容量不能太小。

NOR Flash到了256MB这个级别价格就已经不太美丽了，eMMC又太占引脚。翻来覆去，最后还是回到SPI NAND这条路上来。最近拿了一颗XTX（芯天下）的XT26G04A，4Gbit也就是512MByte，8个脚的WSON封装，刚好符合需求。花了两天把规格书啃了一遍，顺手调了下驱动，这里把一些经验和参数整理一下，给有类似需求的朋友做个参考。

声明：纯个人技术分享，非软文，不含任何商业推广，请放心食用。

一、基本规格：这颗料是什么底子

拿到芯片，第一件事肯定是看基本参数。XT26G04A的基本盘如下：

容量是4G bit，换算过来就是512M Byte。在SPI NAND这个品类里，这个容量算是黄金段位了。跑个轻量级Linux、存个语音包、做安防摄像头的循环录像缓存，512MB是很多应用场景的刚需门槛。再小就捉襟见肘，再大价格又上一个台阶。

电压是标准的3.3V，范围2.7V到3.6V。通用性很好，LDO或者DC-DC直接供电就行，不用额外折腾电平转换。甚至两节干电池串联也能勉强扛得住，当然不推荐这么做。

工作温度范围是-30°C到+85°C，虽然没有标到车规级的125°C那么极致，但覆盖绝大多数工业级应用场景是没问题的。冬天放哈尔滨户外，夏天放深圳暴晒的车里（非引擎盖下），基本都还在安全射程内。

封装提供了两种选择：WSON8（8×6mm）和TFBGA24（8×6mm）。个人强烈推荐WSON8，就是那个8个脚的。原因是它和普通的8脚SPI NOR Flash引脚兼容性好。Layout工程师画板子的时候，要是哪天想换方案或者改型号，改动极小，甚至可以共用封装直接贴。这种"后路"在项目紧急的时候很救命。

二、解决了哪些实际痛点

做硬件和驱动的兄弟都知道，NAND Flash虽好，但有几个坑特别折磨人。这颗料在这几个痛点上做得怎么样？我对照规格书和自己的测试情况说一下。

痛点1：坏块和位翻转

这是NAND的通病。数据存进去是对的，读出来莫名其妙变了。如果主控芯片不带硬件ECC，软件工程师就得写一堆代码去算ECC，还要维护坏块表，不仅占CPU资源，还容易出Bug。

XT26G04A的做法是内置硬件ECC。写入的时候芯片自己算好校验码存起来，读取的时候自己把错误修正好再吐给主控。规格书上写的是如果出现1bit错误，它能检测并修正。对于应用层来说，几乎可以把它当成一个"完美"的存储器来用，大大降低了对主控MCU的要求。我实际测了几十次随机读写，没出现数据不一致的情况。

痛点2：PCB空间不够

以前大容量存储得用并行NAND，动不动48个脚（TSOP48），光是走线就得占PCB一大块地皮，而且需要主控引出十几根线，对于引脚金贵的MCU来说是很大的负担。

这颗料只需要6根信号线（CS、CLK、DI、DO、WP#、HOLD#）就能跑起来。封装尺寸只有8mm×6mm，比大拇指指甲盖还小一圈。在寸土寸金的TWS耳机充电仓、智能手表板子上，这个体积优势是碾压级的。

痛点3：SPI速度够不够

串行接口虽然省线，但很多人担心速度不如并行接口快。

XT26G04A支持Quad I/O四线模式，时钟频率能跑到90MHz。四线模式下数据传输速率理论能到360Mbits/s。实际测试读取Linux内核镜像，几百毫秒就能加载完，用户体验上感觉不到延迟。当然实际速度受主控SPI控制器效率影响，但比普通SPI NOR快是肯定的。

三、哪些场景比较适合

基于上面这些特性，我整理了三个比较适合这颗料的场景：

场景1：智能门锁

现在的智能锁不光开门，还要存人脸数据、指纹库，还有一堆语音提示包。4Gb的容量足够存高清人脸特征库和无损音质的语音包。WSON8小封装能轻松塞进门锁狭长的PCB板里。自带ECC保证了指纹数据不会因为位反转导致识别出错。

场景2：行车记录仪/车载设备

车载环境震动大，WSON这种贴片封装比插针式的更抗震。行车记录仪需要循环写入视频流，XT26G04A的页写入速度典型值280微秒，速度够快不丢帧。-30°C低温性能保证冬天冷车启动时系统能正常读取配置，不会"冻死"。

场景3：智能网关/光猫

现在千兆光猫和Wi-Fi 6路由器固件越来越大，还支持远程OTA升级。4Gb容量可以轻松搞定双系统备份（A/B分区），升级失败还能自动切回旧版本，这对运营商来说是硬指标。90MHz高速读取保证路由器启动迅速，断电重启后能更快连上网。

四、和同类型芯片对比

市面上做4G NAND的厂家不少，美光、宏旺、华邦都有。XT26G04A和它们比，优势在哪儿？

简单说就是：相比传统并行NAND，它能省下大量PCB面积和MCU引脚；相比同类SPI NAND，它在保持性价比的同时，做到了90MHz满血读速和全内置ECC，属于比较均衡的选择。

当然不同厂家的料各有侧重，有的在功耗上更优，有的在温度范围上更宽。具体选哪个还是要看项目需求。

五、开发中要注意的几个细节

坏块标记位置

出厂时坏块标记在每个Block的第一页的Spare Area第一个字节。写驱动的时候记得先扫一遍这个位置，建立坏块表，别把重要数据写到坏块里去了。如果执行了全片擦除，这些标记就全没了，所以产线脚本里建议禁止全片擦除命令。

OTP区域

这颗芯片提供了4个Page的OTP（一次性可编程）区域，大约8KB。写入后就锁死了，改不了。适合用来存产品序列号、MAC地址或者加密密钥，一旦锁死神仙也改不了。

内部数据搬运

它支持在芯片内部直接把数据从一个页搬到另一个页，不需要经过主控。在做垃圾回收或者磨损均衡算法时，这个功能能极大减轻MCU负担，提升系统效率。驱动里可以把这个功能利用起来。

六、实际测试情况

搭了个简单的测试环境，主控用的是STM32F4，跑在Quad SPI模式下。连续读写了一天一夜，大概写了上万次，没有出现数据错误。ECC状态寄存器读出来一直是0，说明没触发纠错，块质量还不错。

页编程时间实测在280到320微秒之间，和规格书标称的典型值280微秒基本吻合。块擦除大约3到4毫秒。读速度在四线模式下测到大概320Mbit/s，离理论峰值360Mbit/s有点差距，应该是主控SPI时钟和指令开销的原因，但也够用了。

七、总结

XT26G04A是一颗比较务实的产品。没有花里胡哨的功能，每一个特性——内置ECC、小封装、宽温、高速SPI——都是奔着解决实际工程问题去的。

如果你的项目卡在容量不够和成本太高的中间地带，或者正在为布板空间发愁，这颗料值得花点时间评估一下。当然，具体选型还是要结合自己的主控平台、写入频率和寿命要求综合考虑。

后续如果调通了文件系统层，再写一篇记录。欢迎在评论区交流选型和使用经验。

本文内容基于XT26G04A规格书及个人测试整理，仅供参考，具体参数以官方最新版规格书为准。文中不涉及任何商业推广或购买引导。

作者声明本文无利益相关，欢迎值友理性交流，和谐讨论～