[書信模板]nandapplicationtheory

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1、NANDApplicationTheoryCSMCMBUSMTContentsDescription1NAND&NORFlash2存儲(chǔ)原理3NAND尋址方式4CommandFunctions5ErrorManagement61.DescriptionFLASH存儲(chǔ)器又稱閃存，目前主要分兩種：NorFlash和NandFlashNorFlash的特點(diǎn)：-地址線與數(shù)據(jù)線分開；-芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP,eXecuteInPlace)，這樣應(yīng)用程序可以直接在Flash內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中；-NOR的傳輸效率很高，在1～4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效

2、益，但是寫入和擦除速度較低；NandFlash的特點(diǎn)：-復(fù)用地址、數(shù)據(jù)線；-存儲(chǔ)容量大；-寫入和擦除的速度快；應(yīng)用NAND的困難在于flash的管理和需要特殊的系統(tǒng)接口。2.NorFlash和NandFlash的區(qū)別1.讀寫速度寫操作：任何Flash器件的寫入操作都只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行，即‘先擦后寫’。Nand執(zhí)行擦除操作,擦除單元比Nor小，擦除電路更簡(jiǎn)單的，而Nor寫入與擦除速度較低。讀取時(shí)，由于Nand要先向芯片發(fā)送地址信息進(jìn)行尋址才能開始讀寫數(shù)據(jù)，而它的地址信息包括塊號(hào)、塊內(nèi)頁號(hào)和頁內(nèi)字節(jié)號(hào)等部分，要順序選擇才能定位到要操作的字節(jié)；這樣每

3、進(jìn)行一次數(shù)據(jù)訪問需要經(jīng)過三次尋址，至少要三個(gè)時(shí)鐘周期；而NorFlash的讀操作則是以字或字節(jié)為單位進(jìn)行的，直接讀取，所以讀取數(shù)據(jù)時(shí)，Nor有明顯優(yōu)勢(shì)。2.易用性NorFlash地址線和數(shù)據(jù)線分開，帶有通用的SRAM接口，可以輕松地掛接在CPU的地址、數(shù)據(jù)總線上，CPU可以直接通過地址總線對(duì)NorFlash進(jìn)行訪問。XIP允許應(yīng)用程序直接在flash內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中，可以簡(jiǎn)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)；主要被考慮用在存儲(chǔ)固件、啟動(dòng)代碼、操作系統(tǒng)和其他的很少被修改的數(shù)據(jù)上。NandFlash采用復(fù)用的數(shù)據(jù)線和地址線，必須先通過寄存器串行地進(jìn)行數(shù)據(jù)存取，時(shí)

4、序較為復(fù)雜，需要CPU集成Nand控制器。各個(gè)產(chǎn)品或廠商對(duì)信號(hào)的定義不同，增加了應(yīng)用的難度；3.容量和成本NorFlash的每個(gè)存儲(chǔ)單元與位線相連，增加了芯片內(nèi)位線的數(shù)量，不利于存儲(chǔ)密度的提高。所以在面積和工藝相同的情況下，NandFlash結(jié)構(gòu)可以在給定的模具尺寸內(nèi)提供更高的容量，容量比Nor要大得多，也就相應(yīng)地降低了價(jià)格，生產(chǎn)成本更低。4.可靠性NandFlash接口和操作均相對(duì)復(fù)雜，位交換操作也很多,相鄰單元之間較易發(fā)生位翻轉(zhuǎn)而導(dǎo)致壞塊出現(xiàn)，而且是隨機(jī)分布的，在使用過程中還難免產(chǎn)生新的壞塊，所以在使用的時(shí)候要配合EDC/ECC(錯(cuò)誤探測(cè)/錯(cuò)誤更正)

5、和BBM(壞塊管理)等軟件措施來保障數(shù)據(jù)的可靠性。NorFlash接口簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)操作少，位交換操作少，因此可靠性高，極少出現(xiàn)壞塊。5.升級(jí)對(duì)比NorFlash的升級(jí)較為麻煩，因?yàn)椴煌萘康腘orFlash的地址線需求不一樣，所以在更換不同容量的NorFlash芯片時(shí)不方便。而不同容量的NandFlash的接口是固定的，所以升級(jí)簡(jiǎn)單。6.壽命對(duì)比在NAND閃存中每個(gè)塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬次，而NOR的擦寫次數(shù)是十萬次。Nand和NorFlash的區(qū)別CharacteristicNORNAND備注接口總線I/O接口兩者的最大區(qū)別Cell大小大小Cell成本

6、高低容量小大讀耗時(shí)快慢單字節(jié)編程時(shí)間快慢多字節(jié)編程時(shí)間慢快擦除時(shí)間慢快功耗高低，但需要額外的RAM是否可以執(zhí)行代碼是不行，但是一些新的芯片，可以在第一頁之外執(zhí)行一些小的loader位反轉(zhuǎn)Bittwiddling幾乎無限制1-3次，也稱作“部分頁編程限制”數(shù)據(jù)錯(cuò)誤芯片出廠時(shí)是否允許壞塊否是耐久性10萬次100萬次3.存儲(chǔ)原理兩種閃存都是用三端器件作為存儲(chǔ)單元，分別為源極、漏極和柵極，主要利用電場(chǎng)的效應(yīng)來控制源極和漏極之間的通斷，F(xiàn)lash采用雙柵極結(jié)構(gòu)，在柵極與硅襯底之間增加一個(gè)浮置柵極。浮置柵極是由氮化物夾在兩層二氧化硅材料之間構(gòu)成的，中間的氮化物就是可

7、以存儲(chǔ)電荷的電荷勢(shì)阱。向數(shù)據(jù)單元內(nèi)寫入數(shù)據(jù)的過程就是向電荷勢(shì)阱注入電荷的過程，寫入數(shù)據(jù)有兩種技術(shù)：-熱電子注入(hotelectroninjection)，通過源極給浮柵充電；-F-N隧道效應(yīng)(FowlerNordheimtunneling)，通過硅基層給浮柵充電；NOR型FLASH通過熱電子注入方式給浮柵充電，而NAND則通過F-N隧道效應(yīng)給浮柵充電。在寫入新數(shù)據(jù)之前，必須先將原來的數(shù)據(jù)擦除，這點(diǎn)跟硬盤不同，也就是將浮柵的電荷放掉，兩種FLASH都是通過F-N隧道效應(yīng)放電。0和1這方面兩種FLASH一樣，向浮柵中注入電荷表示寫入了’0′，沒有注入電荷表

8、示’1′，所以對(duì)FLASH清除數(shù)據(jù)是寫’1’的，這與硬盤正好相反；對(duì)于浮柵中有