Nand Flash与Nor Flash

Nand Flash与Nor Flash经常在一些地方被提到,以下是他们的 一些对比：

??????? NOR的特点是芯片内执行(XIP,eXecute In Place),这样应用程序可以直接在flash闪存内运行,不必再把代码读到系统RAM中。优点是可以直接从FLASH中运行程序,但是工艺复杂，价格比较贵,NOR的传输效率很高,在1～4MB的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。

　　NAND结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。优点：大存储容量,而且便宜。缺点,就是无法寻址直接运行程序,只能存储数据。另外NAND FLASH 非常容易出现坏区,所以需要有校验的算法。
??? 任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行
（1）NAND器件执行擦除操作是十分简单的,而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为1。
（2）擦除NOR器件时是以64～128KB的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为5s,NORFLASHSECTOR擦除时间视品牌、大小不同而不同,比如,4MFLASH,有的SECTOR擦除时间为60ms,而有的需要最大6S。与此相反,擦除NAND器件是以8～32KB的块进行的,执行相同的操作最多只需要4ms
（3）当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。
　　●NOR的读速度比NAND稍快一些。
　　●NAND的写入速度比NOR快很多。
　　●NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。
　　●大多数写入操作需要先进行擦除操作。
　　●NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。
（4）接口差别
　　NORflash带有SRAM接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节。
　　NAND器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。NAND读和写操作采用512字节的块,这一点有点像硬盘管理此类操作,因此,基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。
（5）容量差别：
??? NORflash占据了容量为1～16MB闪存市场的大部分,而NANDflash只是用在8～128MB的产品当中,这也说明NOR主要应用在代码存储介质中,NAND适合于数据存储。
（6）可靠性和耐用性
－寿命(耐用性)
　　在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次,而NOR的擦写次数是十万次。NAND存储器除了具有10比1的块擦除周期优势,典型的NAND块尺寸要比NOR器件小8倍,每个NAND存储器块在给定的时间内的删除次数要少一些。
－位交换
　　所有flash器件都受位交换现象的困扰。位真的改变了,就必须采用错误探测/错误更正(EDC/ECC)算法。位反转的问题更多见于NAND闪存,在使用NAND闪存的时候,应使用EDC/ECC算法。用NAND存储多媒体信息时倒不是致命的。当然,如果用本地存储设备来存储操作系统、配置文件或其他敏感信息时,必须使用EDC/ECC系统以确保可靠性。
－坏块处理
　　NAND器件中的坏块是随机分布的,NAND器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块,并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中,如果通过可靠的方法不能进行这项处理,将导致高故障率。
（7）易于使用
　　可以非常直接地使用基于NOR的闪存。在使用NAND器件时,必须先写入驱动程序,才能继续执行其他操作。向NAND器件写入信息需要相当的技巧,因为设计师绝不能向坏块写入,这就意味着在NAND器件上自始至终都必须进行虚拟映射。
（8）软件支持
在NOR器件上运行代码不需要任何的软件支持,在NAND器件上进行同样操作时,通常需要驱动程序,也就是内存技术驱动程序(MTD),NAND和NOR器件在进行写入和擦除操作时都需要MTD。
??? 使用NOR器件时所需要的MTD要相对少一些,许多厂商都提供用于NOR器件的更高级软件,这其中包括M-System的TrueFFS驱动,该驱动被WindRiverSystem、Microsoft、QNXSoftwareSystem、Symbian和Intel等厂商所采用。驱动还用于对DiskOnChip产品进行仿真和NAND闪存的管理,包括纠错、坏块处理和损耗平衡。

（9）在掌上电脑里要使用NAND FLASH 存储数据和程序,但是必须有NOR FLASH来启动。除了SAMSUNG处理器,其他用在掌上电脑的主流处理器还不支持直接由NAND FLASH 启动程序。因此,必须先用一片小的NOR FLASH 启动机器,在把OS等软件从NAND FLASH 载入SDRAM中运行才行。

FLASH存储器

又称闪存，主要有两种：Norflash和NandFlash，下面我们从多个角度来对比介绍一下。在实际开发中，设计者可以根据产品需求来进行闪存的合理选择。

　　1、接口对比

　　NorFlash带有通用的SRAM接口，可以轻松地挂接在CPU

的地址、数据总线上，对CPU的接口要求低。NorFlash的特点是芯片内执行(XIP,eXecute In Place)，这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。如uboot中的ro段可以直接在NorFlash上运行，只需要把rw和zi段拷贝到RAM中运行即可。

　　NandFlash器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据，8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。由于时序较为复杂，所以一般CPU最好集成NAND控制器。另外由于NandFlash没有挂接在地址总线

上，所以如果想用NandFlash作为系统的启动盘，就需要CPU具备特殊的功能，如s3c2410在被选择为NandFlash启动方式时会在上电时自动读取NandFlash的4k数据到地址0的SRAM中。如果CPU不具备这种特殊功能，用户不能直接运行NandFlash上的代码，那可以采取其他方式，比如好多使用NandFlash的开发板除了使用NandFlash以外，还用上了一块小的NorFlash来运行启动代码。

　　2、容量和成本对比

　　相比起NandFlash来说，NorFlash的容量要小，一般在1~16MByte左右，一些新工艺采用了芯片叠加技术可以把NorFlash的容量做得大一些。在价格方面，NorFlash相比NandFlash来说较高，如目前市场上一片4Mbyte的AM29lv320 NorFlash零售价在20元左右，而一片128MByte的k9f1g08 NandFlash零售价在30元左右。

　　NandFlash生产过程更为简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，这样也就相应地降低了价格。

　　3、可靠性性对比

　　NAND器件中的坏块是随机分布的，以前也曾有过消除坏块的努力，但发现成品率太低，代价太高，根本不划算。NAND器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块，并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中，如果通过可靠的方法不能进行这项处理，将导致高故障率。而坏块问题在NorFlash上是不存在的。

　　在Flash的位翻转（一个bit位发生翻转）现象上，NAND的出现几率要比NorFlash大得多。这个问题在Flash存储关键文件时是致命的，所以在使用NandFlash时建议同时使用EDC/ECC等校验算法。

　　4、寿命对比

　　在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR的擦写次数是十万次。闪存的使用寿命同时和文件系统的机制也有关，要求文件系统具有损耗平衡功能。

　　5、升级对比

　　NorFlash的升级较为麻烦，因为不同容量的NorFlash的地址线需求不一样，所以在更换不同容量的NorFlash芯片时不方便。通常我们会通过在电路板的地址线上做一些跳接电阻

来解决这样的问题，针对不同容量的NorFlash。

　　而不同容量的NandFlash的接口是固定的，所以升级简单。

　　6、读写性能对比

　　写操作：任何flash器件的写入操作都只能在空或已擦除的单元内进行。NAND器件执行擦除操作是十分简单的，而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为1。擦除NOR器件时是以64～128KB的块进行的，执行一个擦除/写入操作的时间约为5s。擦除NAND器件是以8～32KB的块进行的，执行一个擦除/写入操作最多只需要4ms。

　　读操作：NOR的读速度比NAND稍快一些。

　　7、文件系统比较

　　Linux系统中采用MTD来管理不同类型的Flash芯片，包括NandFlash和NorFlash。支持在Flash上运行的常用文件系统有cramfs、jffs、jffs2、yaffs、yaffs2等。cramfs文件系统是只读文件系统。如果想在Flash上实现读写操作，通常在NorFlash上我们会选取jffs及jffs2文件系统，在NandFlash上选用yaffs或yaffs2文件系统。Yaffs2文件系统支持大页（大于512字节/页）的NandFlash存储器。