資源描述：
《閃存Nand Flash存儲結構淺析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、閃存NandFlash存儲結構淺析NandFlash存儲器由多個Block組成，每一個Block又由多個Page組成，Page的大小一般為2K+64Bytes或512+16Bytes。Page是讀取和編程的基本單位，而擦除的基本單位是Block。NANDFlash的頁，包含主區(qū)（MainArea）和備用區(qū)（SpareArea）兩個域，“主區(qū)”中有512*8（或256*16）或2048*8（或1024*16）個位，“備用區(qū)”中有16*8（或8*16）或64*8（或32*16）個位，這樣每一頁總共有528*8（264*16
2、）或2112*8（或1056*16）個位。備用區(qū)是保留區(qū)域，用來標記壞塊（badblock）和存放ECC的值，因此對于用戶來說只有“主區(qū)”是可用的。圖1NANDFlash的存儲結果上圖是MT29F2G08AxB的結構圖，它的讀取和編程都以Page為基本單位，所以它的CacheRegister和DataRegister都是一個Page的規(guī)格。NandFlash的特別之處就在于頁結構，它分成數據區(qū)和備用區(qū)兩個部分，數據區(qū)和備用區(qū)按頁的形式一一對應，因此讀取和編程的數據流也需要按頁的結構進行組織和分解。圖1所示的MT29F2
3、G08AxB芯片的數據區(qū)為2048字節(jié)，備用區(qū)為64字節(jié)。在實際應用中，備用區(qū)一般用于數據區(qū)的檢錯和糾錯。NANDflash在出廠時可能含有無效的塊，在使用過程中也可能會出現(xiàn)其他無效的塊。無效的塊即為包含一個或多個壞位的塊。每一片芯片在出廠前都經過測試和擦除，并標識了壞塊，禁止對在出廠時作了標記的壞塊進行擦除或編程。因此在應用中和編程時，都需要能夠對壞塊進行識別和處理。NandFlash的第一塊保證是可用的。另外，MicronNandFlash具有10個頁的OTP區(qū)域，這個區(qū)域不能被擦除，只能編程一次，而且如果被保護，
4、即使是把1編程為0也是禁止的。1.1.1壞塊由于NANDFlash的工藝不能保證NAND的MemoryArray在其生命周期中保持性能的可靠，因此，在NAND的生產中及使用過程中會產生壞塊。所以NandFlash芯片廠商為了區(qū)分好塊與壞塊，會在出廠的時候在備用區(qū)某個地址中標記非FFh表示壞塊。小心不要擦除壞塊標記，這一點很重要。工廠在寬溫和寬電壓范圍內測試了Nand；一些由工廠標記為壞的區(qū)塊可能在一定的溫度或電壓條件下仍然能工作，但是，將來可能會失效。如果壞塊信息被擦除，就無法再恢復。1.1.2ECC由于NANDFla
5、sh的工藝不能保證NAND的MemoryArray在其生命周期中保持性能的可靠，因此，在NAND的生產中及使用過程中會產生壞塊。為了檢測數據的可靠性，在應用NANDFlash的系統(tǒng)中一般都會采用一定的壞區(qū)管理策略，而管理壞區(qū)的前提是能比較可靠的進行壞區(qū)檢測。如果操作時序和電路穩(wěn)定性不存在問題的話，NANDFlash出錯的時候一般不會造成整個Block或是Page不能讀取或是全部出錯，而是整個Page（例如512Bytes）中只有一個或幾個bit出錯。對數據的校驗常用的有奇偶校驗、CRC校驗等，而在NANDFlash處理
6、中，一般使用一種比較專用的校驗——ECC。ECC能糾正單比特錯誤和檢測雙比特錯誤，而且計算速度很快，不同的ECC算法能糾正的位數也不一樣。1.1.3位反轉（位翻轉）NandFlash由于本身硬件的內在特性，會導致（極其）偶爾的出現(xiàn)位反轉的現(xiàn)象。所謂的位反轉，bitflip，指的是原先NandFlash中的某個位，變化了，即要么從1變成0了，要么從0變成1了。一般小容量的NandFlash不容易產生位反轉，比如1Gbit、2Gbit等，一般大容量的會比較容易產生，比如32Gbit等。NandFlash的位反轉現(xiàn)象，主要是
7、由以下一些原因/效應所導致：1)漂移效應（DriftingEffects）漂移效應指的是，NandFlash中cell的電壓值，慢慢地變了，變的和原始值不一樣了。2)編程干擾所產生的錯誤（Program-DisturbErrors）此現(xiàn)象有時候也叫做，過度編程效應（over-programeffect）。對于某個頁面的編程操作，即寫操作，引起非相關的其他的頁面的某個位跳變了。3)讀操作干擾產生的錯誤（Read-DisturbErrors）此效應是，對一個頁進行數據讀取操作，卻使得對應的某個位的數據，產生了永久性的變化，
8、即NandFlash上的該位的值變了。NandFlash存儲器由多個Block組成，每一個Block又由多個Page組成，Page的大小一般為2K+64Bytes或512+16Bytes。Page是讀取和編程的基本單位，而擦除的基本單位是Block。NANDFlash的頁，包含主區(qū)（MainArea）和備用區(qū)（SpareArea）
