La flash série SPI et QSPI : la mémoire externe des calculateurs récents

Les générations anciennes qui avaient besoin de mémoire externe employaient une flash NOR parallèle : une puce large, à nombreuses broches d'adresse et de données. Les calculateurs récents, quand ils débordent la flash interne du microcontrôleur, recourent à une tout autre technologie : la flash série, dialoguant sur quelques fils en SPI ou QSPI.

Pourquoi une flash série

Le microcontrôleur intègre désormais l'essentiel de sa mémoire programme, mais certaines applications réclament un volume supplémentaire : jeux de données volumineux, images pour un affichage, journaux, cartographies annexes. Plutôt qu'une NOR parallèle encombrante, on ajoute une petite puce série. L'avantage est mécanique autant qu'électronique : là où une flash parallèle mobilise des dizaines de broches et de pistes, une flash série tient sur un boîtier à 8 broches et quelques pistes, ce qui simplifie la carte décrite dans les composants d'un calculateur.

SPI, Dual, Quad, Octal : la montée en débit

Le SPI classique transmet un bit par coup d'horloge sur une seule ligne de données : simple, mais lent pour de gros volumes. Pour accélérer, on ajoute des lignes de données en parallèle tout en gardant le protocole série :

• SPI simple : 1 ligne de données ;
• Dual SPI : 2 lignes ;
• QSPI (Quad SPI) : 4 lignes ;
• Octal SPI : 8 lignes, sur les composants les plus récents.

Plus de lignes, c'est plus de débit à fréquence égale — d'où la généralisation du QSPI sur les calculateurs modernes, qui doivent charger rapidement de gros blocs au démarrage. Certaines puces exécutent même du code directement depuis la flash série (exécution en place), le microcontrôleur allant y chercher ses instructions sans les recopier intégralement.

Les familles et les boîtiers

La flash série NOR se reconnaît à une nomenclature dominée par la série 25 : les références commencent souvent par 25 (par exemple les W25Q de Winbond, les S25FL de Cypress/Infineon, les MX25 de Macronix, les N25Q/MT25Q de Micron). Attention à la lecture : le 25 de ces flashs série ne doit pas être confondu avec le 25 des EEPROM série 25xxx, ni avec les EEPROM 24C (I²C) et 93C/95 (Microwire/SPI) traitées dans les EEPROM série. Ce sont des composants de nature différente : une flash NOR série se compte en mégaoctets et s'efface par secteurs, là où une EEPROM se compte en kilo-octets et s'altère octet par octet. Les boîtiers typiques sont le SOIC-8 (8 broches, lisible et repérable) et le WSON (sans pattes apparentes, à contacts sous le boîtier), dont l'identification relève de reconnaître un boîtier de composant.

Ce que la flash série porte — et ne porte pas

Il est essentiel de ne pas surinterpréter la présence d'une flash série. Selon l'architecture, elle peut contenir une extension de données, des ressources d'affichage ou des journaux — et, sur certains calculateurs, une partie de l'applicatif. Mais l'identité du véhicule (VIN, immobiliseur, codage injecteurs) vit, elle, dans les zones décrites par la carte mémoire d'un calculateur : data flash émulée ou EEPROM dédiée, pas nécessairement cette flash série. En déduire à l'aveugle « la calibration est ici » serait une erreur : le contenu dépend de la variante, et seule l'identification précise du calculateur, croisée avec la lecture d'une référence, permet de savoir ce que chaque puce porte.

Conséquence pour la sauvegarde

La leçon de méthode rejoint celle de toute la rubrique : une sauvegarde complète capture toutes les mémoires du calculateur, y compris une éventuelle flash série externe. Négliger une puce, c'est risquer une image partielle, inexploitable pour une restauration fidèle. La flash série est discrète — un petit boîtier 8 broches à côté du microcontrôleur — mais elle peut être indispensable à l'intégrité de la lecture. Comprendre sa présence et sa nature évite de la confondre avec une EEPROM et de passer à côté d'une partie du contenu.

Les broches, les commandes et le repérage

Une flash série se raccorde par un petit nombre de lignes : une sélection de boîtier (CS), une horloge (CLK), et une à huit lignes de données selon le mode, complétées par des entrées de protection en écriture et de mise en pause. Le dialogue se fait par commandes : le microcontrôleur envoie un code d'opération suivi d'une adresse, puis lit ou écrit un flot d'octets. L'effacement s'y fait par secteurs ou par blocs, comme sur toute NOR, mais le tout transite en série au lieu d'un bus parallèle. Il ne faut pas confondre cette NOR série avec la flash NAND, plus dense mais gérée par pages avec correction d'erreur obligatoire, que l'on rencontre plutôt dans les calculateurs d'infodivertissement que dans la gestion moteur. Pour l'atelier, le point pratique reste le repérage : une flash série se présente comme un petit boîtier à huit broches, souvent marqué d'une référence commençant par 25, posé près du microcontrôleur. L'identifier permet de savoir si une sauvegarde complète doit inclure cette puce, sous peine de capturer une image partielle. C'est une vérification de plus dans la lecture méthodique d'une carte de calculateur, au même titre que le repérage du microcontrôleur et d'une éventuelle EEPROM.

Voir aussi la flash NOR parallèle, les EEPROM série et reconnaître un boîtier de composant.

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