DOUT - это режим работы SPI Flash, при котором данные на чтение передаются по двум линиям (IO0 и IO1), в то время как команда и адрес по-прежнему передаются по одной линии. Это следующий шаг после стандартного SPI, который значительно увеличивает скорость чтения.

Эволюция интерфейсов:

1. Standard SPI: данные на вход и выход по одной линии (SI, SO)
2. DOUT (Dual Output): данные на чтение по двум линиям (IO0, IO1)
3. DIO (Dual I/O): команды, адреса и данные по двум линиям
4. QOUT (Quad Output): данные на чтение по четырем линиям
5. QIO (Quad I/O): Полностью 4-проводный интерфейс

[Примеры популярных микросхем с поддержкой DOUT]

1. Winbond - W25X/W25Q Series

Winbond является одним из самых популярных производителей SPI Flash, и многие их микросхемы поддерживают режим DOUT.

Модель: W25X32
Объем: 32 Мбит (4 МБ)
Интерфейсы: Standard SPI, DOUT
Скорость в DOUT: До 80 МГц = 20 МБайт/с
Особенности: классическая модель, хорошая совместимость

Модель: W25Q32
Объем: 32 Мбит (4 МБ)
Интерфейсы: Standard SPI, DOUT, Dual SPI, Quad SPI
Скорость в DOUT: до 104 МГц = 26 МБайт/с
Особенности: более новая версия с поддержкой всех современных режимов

2. Macronix - MX25L Series

Модель: MX25L3206E
Объем: 32 Мбит (4 МБ)
Интерфейсы: SPI, DOUT, Dual I/O
Скорость в DOUT: до 86 МГц = 21.5 МБайт/с
Особенности: надежная работа, промышленный температурный диапазон

Модель: MX25L6406E
Объем: 64 Мбит (8 МБ)
Интерфейсы: SPI, DOUT, Dual I/O
Скорость в DOUT: до 86 МГц = 21.5 МБайт/с
Особенности: удвоенный объем при сохранении характеристик

3. Micron - M25P Series

Модель: M25P32
Объем: 32 Мбит (4 МБ)
Интерфейсы: Standard SPI, DOUT
Скорость в DOUT: до 50 МГц = 12.5 МБайт/с
Особенности: проверенная временем надежность

4. Spansion/Cypress - S25FL Series

Модель: S25FL032P
Объем: 32 Мбит (4 МБ)
Интерфейсы: SPI, DOUT, Dual I/O
Скорость в DOUT: до 104 МГц = 26 МБайт/с
Особенности: высокая производительность, автомобильный класс

5. GigaDevice - GD25 Series

Модель: GD25Q32
Объем: 32 Мбит (4 МБ)
Интерфейсы: SPI, DOUT, Dual SPI, Quad SPI
Скорость в DOUT: до 104 МГц = 26 МБайт/с
Особенности: хорошее соотношение цена/качество, популярна в Китае

[Сравнительная таблица примеров DOUT Flash]

[Как активировать режим DOUT?]

Для использования режима DOUT необходимо:

1. Использовать специальную команду чтения для Dual Output режима

2. Команда чтения в режиме DOUT обычно имеет код 0x3B (Fast Read Dual Output)

3. Последовательность передачи:

   - Команда (1 байт) передается по SI
   - Адрес (3 байта) передается по SI
   - Данные читаются одновременно по IO0 и IO1

Пример последовательности для DOUT:

Команда: 0x3B (Fast Read Dual Output)
Адрес: 3 байта [A23-A16][A15-A8][A7-A0]
Dummy cycles: 1-8 тактов (зависит от микросхемы)
Данные: читаются по IO0 и IO1

Преимущества DOUT перед стандартным SPI:

- В 2 раза выше скорость чтения по сравнению с Standard SPI
- Обратная совместимость со стандартным SPI
- Простота реализации - не требует сложной конфигурации
- Широкая поддержка практически всеми современными микроконтроллерами

[Скоростные характеристики]

[Когда использовать DOUT?]

DOUT идеально подходит для:

- Систем, где требуется повышенная скорость чтения
- Проектов с ограниченными выводами микроконтроллера
- Приложений с обратной совместимостью со стандартным SPI
- Устройств, где не требуется максимальная производительность Quad режимов

Важные замечания:

1. Только для чтения - режим DOUT используется только для операций чтения
2. Запись всегда через SI - операции записи выполняются через стандартную линию SI
3. Dummy cycles - требуются дополнительные такты для внутренней работы памяти
4. Проверьте даташит - конкретные команды и количество dummy cycles могут отличаться

Большинство современных SPI Flash микросхем поддерживают DOUT, что делает этот режим отличным компромиссом между скоростью и сложностью реализации. Даташиты на некоторые микросхемы Flash SPI DOUT см. в архиве [1].

QOUT - это режим работы SPI Flash, при котором данные на чтение передаются по четырем линиям (IO0-IO3), в то время как команда и адрес по-прежнему передаются по одной линии (MOSI). Это не то же самое, что полноценный QPI (Quad Peripheral Interface), где и команды, и адреса, и данные передаются по четырем линиям.

Эволюция интерфейсов:

1. Standard SPI: данные на вход и выход по одной линии (SO, SI)
2. Dual SPI: данные на чтение и запись по двум линиям (IO0, IO1)  
3. QOUT (Quad Output): данные только на чтение по четырем линиям
4. QIO (Quad I/O): данные на чтение и запись по четырем линиям
5. QPI (Quad Peripheral Interface): полностью 4-линейный интерфейс

[Примеры популярных микросхем с поддержкой QOUT]

1. Winbond - W25Q Series

Winbond является одним из самых популярных производителей SPI Flash, и многие микросхемы их серии W25Q поддерживают режим QOUT.

Модель: W25Q128JV
Объем: 128 Мбит (16 МБ)
Интерфейсы: Standard SPI, Dual SPI, QOUT, QIO, QPI
Скорость в QOUT: до 80 МГц = 40 МБайт/с
Особенности: одна из самых распространенных микросхем на рынке. Поддержка всех современных режимов.

Модель: W25Q256JV
Объем: 256 Мбит (32 МБ)
Интерфейсы: Standard SPI, Dual SPI, QOUT, QIO, QPI
Скорость в QOUT: До 80 МГц = 40 МБайт/с
Особенности: больший объем при сохранении совместимости с предыдущими моделями.

2. Macronix - MX25L Series

Macronix также предлагает широкий ассортимент SPI Flash с поддержкой Quad режимов.

Модель: MX25L25645G
Объем: 256 Мбит (32 МБ)
Интерфейсы: SPI, Dual SPI, QOUT, QIO
Скорость в QOUT: до 80 МГц = 40 МБайт/с
Особенности: высокая надежность, широкий температурный диапазон.

Модель: MX25L51245G
Объем: 512 Мбит (64 МБ)
Интерфейсы: SPI, Dual SPI, QOUT, QIO
Скорость в QOUT: до 80 МГц = 40 МБайт/с
Особенности: один из самых больших объемов в серии MX25L.

3. Micron - MT25Q Series

Micron (ранее Numonyx) производит высоконадежные SPI Flash микросхемы.

Модель: MT25QL256ABA
Объем: 256 Мбит (32 МБ)
Интерфейсы: SPI, Dual SPI, QOUT, QIO
Скорость в QOUT: до 80 МГц = 40 МБайт/с
Особенности: Поддержка 4-байтной адресации, высокая производительность.

4. Adesto (Renesas) - AT25 Series

Модель: AT25SF641
Объем: 64 Мбит (8 МБ)
Интерфейсы: SPI, Dual SPI, QOUT
Скорость в QOUT: до 66 МГц = 33 МБайт/с
Особенности: фокус на низкое энергопотребление для IoT устройств.

[Сравнительная таблица примеров QOUT Flash]

[Как активировать режим QOUT?]

Для использования режима QOUT необходимо:

1. Отправить специальную команду включения Quad режима (обычно команда `0x35` или `0x38`)
2. Установить соответствующие биты в регистрах конфигурации
3. Для чтения данных использовать команды Quad Output Read (например, `0x6B`)

Пример последовательности команд для QOUT:

1. Write Enable (0x06)
2. Write Status Register (0x01) - установить биты для QE (Quad Enable)
3. Quad Output Read (0x6B) - команда чтения в режиме QOUT

Преимущества QOUT перед стандартным SPI:

- В 4 раза выше скорость чтения по сравнению с Standard SPI
- Обратная совместимость с контроллерами, не поддерживающими полноценный QPI
- Простота реализации - не требуется переводить всю микросхему в Quad режим

[Когда использовать QOUT?]

QOUT идеально подходит для:

- Систем загрузки, где требуется быстрая загрузка прошивки
- Приложений с преимущественно операциями чтения
- Проектов, где важна обратная совместимость со старыми контроллерами
- Устройств с ограниченными выводами микроконтроллера

Важные замечания:

1. QE (Quad Enable) бит должен быть установлен в регистре конфигурации перед использованием QOUT
2. Проверьте даташит - конкретные команды и биты конфигурации могут отличаться у разных производителей
3. Настройка задержки - может потребоваться настройка dummy cycles для оптимальной работы

Большинство современных SPI Flash микросхем поддерживают QOUT, что делает этот режим отличным выбором для ускорения операций чтения без перехода на более сложные интерфейсы типа Octal SPI. Даташиты на некоторые микросхемы Flash SPI QOUT см. в архиве [1].

Octal SPI Flash это развитие стандартной SPI Flash (Serial Peripheral Interface). Если классическая SPI использует 4 линии для данных (SI, SO, WP#, HOLD#), а в режиме Quad SPI — все 4 линии для передачи данных, то Octal SPI использует 8 линий данных (IO0-IO7) для передачи.

Основные преимущества:

- Высокая скорость: скорость передачи данных может достигать 400 МБайт/с и выше, что в 4-8 раз быстрее, чем у обычной NOR Flash.
- Широкая шина: 8 бит за такт вместо 1 или 4.
- XIP (Execute-In-Place): позволяет процессору исполнять код напрямую из flash-памяти, без предварительной загрузки в оперативную память, что критично для высокопроизводительных встроенных систем.

Они часто используются в качестве загрузочной памяти в устройствах, требующих высокой скорости: маршрутизаторы, автомобильные системы, телевизоры, SSD-накопители (для хранения прошивки контроллера) и т.д.

[Примеры микросхем по производителям]

1. Micron / Winbond

Эти производители являются одними из лидеров на рынке.

Модель: MT35 Series (от Micron)
Пример: MT35XU512ABA1G12
Объем: 512 Мбит (64 МБ)
Интерфейс: Octal SPI (x8 DDR)
Скорость: lо 200 МГц (DDR) = 400 МБайт/с
Особенности: gоддержка режима XIP, низкое энергопотребление, высокая надежность. Часто используется в сетевом оборудовании и автомобильной электронике.

Модель: W25Q Series (от Winbond)
Пример: W25Q256JWDIQ / W25Q01JVEIQ
Объем: 256 Мбит (32 МБ) и 1 Гбит (128 МБ) соответственно.
Интерфейс: Quad SPI / Dual SPI, но с поддержкой QPI (Quad Peripheral Interface) и команд для ускоренной работы. Некоторые модели в этой линейке имеют режимы, близкие к Octal.
Скорость: до 166 МГц (в режиме QPI) = ~80 МБайт/с.
Особенности: очень популярная серия благодаря надежности и доступности. Winbond также имеет более новые серии (например, W74M), которые являются полноценными Octal Flash.

2. Macronix

Macronix активно развивает эту технологию и предлагает решения с очень высокой скоростью.

Модель: MX66U Series
Пример: MX66U2G45GXDI00
Объем: 2 Гбита (256 МБ)
Интерфейс: Octal DDR SPI
Скорость: до 200 МГц (DDR) = 400 МБайт/с
Особенности: один из самых больших объемов в классе Octal SPI NOR Flash. Идеально для хранения и исполнения сложной прошивки и графических данных.

Модель: MX25U Series
Пример: MX25UM51345GXDI00
Объем: 512 Мбит (64 МБ)
Интерфейс: Octal DDR SPI
Скорость: до 166 МГц (DDR) = 332 МБайт/с
Особенности: поддержка HyperBus (об этом ниже), что делает их совместимыми с широким спектром процессоров.

3. Cypress (ныне часть Infineon)

Cypress (ранее Spansion) — пионер в области высокоскоростной flash-памяти. Их интерфейс HyperFlash™ является фактическим стандартом для Octal SPI.

Модель: S26KS Series (HyperFlash™)
Пример: S26KS512SDPBHI020
Объем: 512 Мбит (64 МБ)
Интерфейс: HyperBus™ (который использует 8-битную шину данных + сигналы дифференциальных тактовых импульсов)
Скорость: до 166 МГц (DDR) = 332 МБайт/с
Особенности: специально разработан для режима XIP. Широко используется в промышленных и автомобильных применениях. HyperBus — это не "чистый" SPI, а более продвинутый протокол, построенный на той же физической 8-битной шине.

4. Adesto (ныне часть Dialog Semiconductor, а затем Renesas)

Модель: ATXP Series
Пример: ATXP032
Объем: 32 Мбит (4 МБ)
Интерфейс: Octal SPI
Скорость: до 80 МГц (SDR) = 80 МБайт/с.
Особенности: фокус на низкое энергопотребление и надежность для IoT-устройств.

[Ключевые отличия и что искать в даташите]

Когда вы ищете микросхему Octal Flash, обращайте внимание на следующие параметры в документации:

1. Интерфейс

Octal SPI (иногда "OSPI").
HyperFlash™ (Cypress/Infineon).
OctaFlash (Macronix).

2. Режим передачи

SDR (Single Data Rate): данные передаются только по одному фронту тактового импульса.
DDR (Double Data Rate): данные передаются и по фронту, и по спаду тактового импульса. DDR — это то, что дает максимальную производительность.

3. Тактовая частота: указывается в МГц. Для DDR скорость в МБайт/с = (Частота * 8 бит * 2) / 8 = Частота * 2.

4. Напряжение питания

3.0V - 3.6V (основной диапазон).
1.7V - 2.0V (для низковольтных систем).
1.65V - 3.6V (широкий диапазон).

5. Тип памяти

NOR Flash: Подавляющее большинство Octal-микросхем — это NOR. Они обеспечивают быстрый произвольный доступ, что необходимо для XIP.
NAND Flash: Существуют и Octal NAND решения (например, от Micron), но они используются для последовательного хранения больших объемов данных, а не для исполнения кода.

[Сравнительная таблица примеров]

Выбор конкретной микросхемы Octal SPI зависит от требований вашего проекта:

- Для максимальной производительности и XIP смотрите в сторону Micron MT35 или Cypress HyperFlash.
- Для больших объемов данных рассматривайте Macronix MX66U.
- Для бюджетных решений, где достаточно высокой скорости Quad SPI, подойдут Winbond W25Q.

Перед выбором всегда проверяйте совместимость с вашим процессором или микроконтроллером, так как для работы с Octal SPI требуется аппаратная поддержка этого интерфейса на стороне хоста.

Даташиты на некоторые микросхемы Octal Flash SPI см. в архиве [1].