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1、Nand-Flash/Nor-Flash存儲模塊設(shè)計[2007-4-210:50:00
2、By:luogongqiang]?Nand-Flash/Nor-Flash存儲模塊設(shè)計????隨著嵌入式系統(tǒng)越來越廣泛的應(yīng)用，嵌入式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管理已經(jīng)成為一個重要的研究課題。Flash存儲器具有速度快、成本低等很多優(yōu)點，因此在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用也越來越多。為了合理地管理存儲數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，F(xiàn)lash的設(shè)計在ARM嵌入式系統(tǒng)中對數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)管理尤為重要。1實例說明在嵌入式設(shè)備中，有兩種程序運行方式：一種是將程序加載到SDRAM中運行，另一種是程序直接在其所在的ROM/Flash存儲器中運行
3、。一種比較常用的運行程序的方法是將該Flash存儲器作為一個硬盤使用，當(dāng)程序需要運行時，首先將其加載到SDRAM存儲器中，在SDRAM中運行。通常相對于：ROM而言，SDRAM訪問速度較快，數(shù)據(jù)總線較寬，程序存SDRAM中的運行速度比在Flash中的運行速度要快。?ARM中的存儲模塊示意圖如圖7-1所示。其中，各功能模塊的含義如下。(1)系統(tǒng)初始化——進(jìn)行系統(tǒng)的最小初始化，包括初始化系統(tǒng)時鐘、系統(tǒng)的中斷向量表、SDRAM及一些其他的重要I/O端口。(2)映像文件下載——通過一定的方式，得到新的目標(biāo)程序的映像文件，將該文件保存到系統(tǒng)的SDRAM中。要完成這部分工作，ARM嵌入式設(shè)備需要與外部的
4、主機(jī)建立某種通道，大部分系統(tǒng)都是使用串行口，也可以使用以太網(wǎng)口或者并行口進(jìn)行通信。?(2)Flash寫入——根據(jù)不同的Flash存儲器，選擇合適的操作命令，將新的目標(biāo)程序的映像文件寫入到目標(biāo)系統(tǒng)的Flash存儲器中，實現(xiàn)Flash存儲器操作的功能模塊。在本實例里，F(xiàn)lash用于存放程序代碼、常量表和一些存系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。2Flash原理2.1Nand-Flash與Nor-Flash區(qū)別Flash主要分為Nor-Flash和Nand-Flash兩類，下面對二者進(jìn)行較為詳細(xì)的比較。1．?性能比較Flash閃存是非易失存儲器，可以對存儲器單元塊進(jìn)行擦寫和再編程。任何Flash器件進(jìn)
5、行寫入操作前都必須先執(zhí)行擦除操作。Nand-Flash器件執(zhí)行擦除操作十分簡單；而Nor-Flash則要求在進(jìn)行擦除前，先將目標(biāo)塊內(nèi)所有的位都寫為0。擦除：Nor-Flash器件時是以64～128KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行一個寫入/擦除操作的時間為1～5s；擦除Nand-Flash器件是以8～32KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行相同的操作最多只需要4ms。執(zhí)行擦除操作時，塊尺寸的不同進(jìn)一步拉大了Nor-Flash和Nand-Flash之間的性能差距。統(tǒng)計表明，對于給定的一套寫入操作(尤其是更新小文件時)，更多的擦除操作必須在基于Nor-Flash的單元中進(jìn)行。因此，當(dāng)選擇存儲解決方案時，必須權(quán)衡以下的各項因素
6、。?Nor-Flash的讀取速度比Nand-Flash稍快一些。?Nand-Flash的寫入速度比Nor-Flash快很多。?Nand-Flash的擦除速度遠(yuǎn)比Nor-Flash快。?大多數(shù)寫入操作需要先進(jìn)行擦除操作。?Nand-Flash的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路更少。2．?接口差別Not-Flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來尋址，可以很容易地存取其內(nèi)容的每一字節(jié)。Nand-Flash器件使用復(fù)雜的I/O口來串行地存取數(shù)據(jù)，各個產(chǎn)品或廠商的方法可能各不相同。8個引腳用來傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。Nand-Flash的讀和寫操作采用512字節(jié)的塊，這一點有點像硬盤管理此類操作。
7、很自然地，基于Nand-Flash的存儲器就可以取代硬盤或其他塊設(shè)備。3．?容量和成本Nand-Flash的單元尺寸幾乎是Nor-Flash器件的一半。由于生產(chǎn)過程更為簡單，NaIld-Flash結(jié)構(gòu)可以在給定的模具尺寸內(nèi)提供更高的容量，也就相應(yīng)地降低了價格。Nor-Flash占據(jù)了大部分容量為1～16MB的內(nèi)存市場，而Nand-Flash只是用在8～128MB的產(chǎn)品當(dāng)中。4．?可靠性和耐用性采用Flash介質(zhì)時，一個需要重點考慮的問題是可靠性。對于需要擴(kuò)展MTBF(平均無故障時間)的系統(tǒng)來說，F(xiàn)lash是非常合適的存儲方案?？梢詮膲勖?耐用性)、位交換和壞塊處理三個方面來比較Nor-Fla
8、sh和Nand-Flash的可靠性。(1)?壽命(耐用性)在Nand-Flash閃存中，每個塊的最大擦寫次數(shù)是100萬次，而Nor-Flash的擦寫次數(shù)是10萬次。Nand-Flash存儲器除了具有10：1的塊擦除周期優(yōu)勢外，典型的Nand-Flash塊尺寸要比Nor-Flash器件小8位，每個Nand-Flash存儲器塊在給定時間內(nèi)的刪除次數(shù)要少一些。(2)?位交換??所有的Flash器件都受位交換現(xiàn)象的困
