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NAND FLash基础概念介绍

发布时间:2020-12-15 17:34:49 所属栏目:百科 来源:网络整理
导读:一、引脚介绍 引脚名称 引脚功能 CLE 命令锁存功能 ALE 地址锁存功能 /CE 芯片使能 /RE 读使能 /WE 写使能 /WP 写保护 R/B 就绪/忙输出信号 Vcc 电源 Vss 地 N.C 不接 IO0~IO7 传输数据、命令、地址 ? ? 1. 命令、地址、数据都通过8个I/O口传输 ? ? 2. 写命

一、引脚介绍

引脚名称

引脚功能

CLE

命令锁存功能

ALE

地址锁存功能

/CE

芯片使能

/RE

读使能

/WE

写使能

/WP

写保护

R/B

就绪/忙输出信号

Vcc

电源

Vss

N.C

不接

IO0~IO7

传输数据、命令、地址


? ? 1. 命令、地址、数据都通过8个I/O口传输
? ? 2. 写命令、地址、数据时,都需要将WE、CE信号同时拉低
? ? 3. 数据在WE信号的上升沿被NAND Flash锁存
? ? 4. 命令锁存信号CLE和地址锁存信号ALE用来分辨、锁存命令或地址
? ? 5. 在CLE上升沿,命令被锁存
? ? 6.?在ALE上升沿,地址被锁存



二、存储组织形式

? ? 1. NAND芯片内部分为die,plane,block,page
? ? 2. chip是指芯片,一个封装好的芯片就是一个chip
? ? 3. die是晶圆上的小方块,一个芯片里可能封装若干个die, 由于flash的工艺不一样,技术不一样,由此产生了die
? ? ? ? 的 概念, 常见的有Mono Die,a Die, b die等,一个chip包含N个die
? ? 4. plane是NAND能够根据读、写、擦除等命令进行操作的最小单位

? ? ? ? 一个plane就是一个存储矩阵,包含若干个Block

? ? 5.? Block是NANDFlash的最小擦除单位,一个Block包含了若干个Page
? ? 6.? Page是NANDFlash的最小读写单位,一个Page包含若干个Byte

OOB/Spare Area

???? ?????每一个页,对应还有一块区域,叫做空闲区域(SpareArea)。在Linux系统中,一般叫做OOB(Out of Band)。

?????????数据在读写的时候相对容易错误,所以为了保证数据的正确性,必须要有对应的检测和纠正机制,此机制叫做ECC/EDC,所以设计了多余的区域,用于存放数据的校验值。

????????? OOB的读写是随着随着页的操作一起完成的。

? ? ? ? ? OOB的具体用途包括以下几个方面:

? ? ? ? ??? 标记所处的block是否为坏块

? ? ? ? ? ? 存储ECC数据

? ? ? ? ? ? 存储一些和文件系统相关的数据。如jaffs2就会用到这些空间存储一些特定信息,而yaffs2文件系统,会在 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?oob中存放很多和自己文件系统相关的信息


一个16G的NAND的存储结构大致如下:



一个16G的NANDFlash需要34位地址,而传输地址的IO口是8位的,因此需要5个循环来传输地址信息。




NAND Flash中的坏块

?????????? Nand Flash 中,一个块中含有1 个或多个位是坏的,就称为其为坏块Bad Block。坏块的稳定性是无法保证

? ? 的,也就是说,不能保证你写入的数据是对的,或者写入对了,读出来也不一定对的。与此对应的正常的块,肯定

? ? 是写入读出都是正常的。

? ? ? ? ? ?坏块有两种:

? ? ? ? ??(1)出厂时就有存在的坏块:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?一种是出厂的时候,也就是,你买到的新的,还没用过的Nand?Flash,就可以包含了坏块。此类出厂时就 ? ? ? ? ? ??有的坏块,被称作factory?(masked) bad block 或initial bad/invalid block,在出厂之前,就会做对应的标记,

? ? ? ? ? ? 标为坏块。

? ? ? ? ? ?(2) 使用过程中产生的坏块:

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?第二类叫做在使用过程中产生的,由于使用过程时间长了,在擦块除的时候,出错了,说明此块坏了,也

? ? ? ? ? ? ?要在程序运行过程中,发现,并且标记成坏块的。具体标记的位置,和上面一样。这类块叫做worn-out?

? ? ? ? ? ? ?bad?block。即用坏了的块。


SLC和MLC的实现机制

?????????? NANDFlash按照内部存储数据单元的电压的不同层次,也就是单个内存单元中,是存储1位数据,还是多位数 ? ? ? ?据,可以分为SLC和MLC。

? ? ? ? ? ?? SLC(Single Level Cell)

? ? ? ? ? ? ? ?单个存储单元只存储1位,表示1或0。

?????????????? 对于Nand Flash写入1,就是控制ExternalGate去充电,使得存储的电荷够多,超过阈值Vth,就表示1了。

? ? ? ? ? ? ? ?而对于写入0,就是将其放电,电荷减少到小于Vth,就表示0了

? ? ? ? ? ?? MLC(Multi Level Cell)

?????????????? 与SLC对应的,就是单个存储单元可以存储多个位,比如2位、4位等。其实现机制就是,通过控制内部电荷

? ? ? ? ? ? ? ?的多少,分成多个阈值,从而储存为不同的数据。

? ? ? ? ? ? ? ?单个存储单元可以存储2位数据的,称作2的2次方 = 4 LevelCell

(编辑:李大同)

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