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NAND?

发布网友 发布时间:2023-06-19 20:06

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热心网友 时间:2023-06-26 11:08

  NAND技术

  NAND

  Samsung、TOSHIBA和Fujistu支持NAND技术Flash Memory。这种结构的闪速存储器适合于纯数据存储和文件存储,主要作为SmartMedia卡、CompactFlash卡、PCMCIA ATA卡、固态盘的存储介质,并正成为闪速磁盘技术的核心。

  NAND技术Flash Memory具有以下特点:(1) 以页为单位进行读和编程操作,1页为256或512B(字节);以块为单位进行擦除操作,1块为4K、8K或16KB。具有快编程和快擦除的功能,其块擦除时间是2ms;而NOR技术的块擦除时间达到几百ms。(2) 数据、地址采用同一总线,实现串行读取。随机读取速度慢且不能按字节随机编程。(3) 芯片尺寸小,引脚少,是位成本(bit cost)最低的固态存储器,将很快突破每兆字节1美元的价格*。(4) 芯片包含有失效块,其数目最大可达到3~35块(取决于存储器密度)。失效块不会影响有效块的性能,但设计者需要将失效块在地址映射表中屏蔽起来。 Samsung公司在1999年底开发出世界上第一颗1Gb NAND技术闪速存储器。据称这种Flash Memory可以存储560张高分辨率的照片或32首CD质量的歌曲,将成为下一代便携式信息产品的理想媒介。Samsung采用了许多DRAM的工艺技术,包括首次采用0.15μm的制造工艺来生产这颗Flash。已经批量生产的K9K1208UOM采用0�18μm工艺,存储容量为512Mb。

  UltraNAND

  AMD与Fujistu共同推出的UltraNAND技术,称之为先进的NAND闪速存储器技术。它与NAND标准兼容:拥有比NAND技术更高等级的可靠性;可用来存储代码,从而首次在代码存储的应用中体现出NAND技术的成本优势;它没有失效块,因此不用系统级的查错和校正功能,能更有效地利用存储器容量。

  与DINOR技术一样,尽管UltraNAND技术具有优势,但在当前的市场上仍以NAND技术为主流。UltraNAND 家族的第一个成员是AM30LV0064,采用0.25μm制造工艺,没有失效块,可在至少104次擦写周期中实现无差错操作,适用于要求高可靠性的场合,如电信和网络系统、个人数字助理、固态盘驱动器等。研制中的AM30LV0128容量达到128Mb,而在AMD的计划中UltraNAND技术Flash Memory将突破每兆字节1美元的价格*,更显示出它对于NOR技术的价格优势。

  3 AND技术

  AND技术是Hitachi公司的专利技术。Hitachi和Mitsubishi共同支持AND技术的Flash Memory。AND技术与NAND一样采用“大多数完好的存储器”概念,目前,在数据和文档存储领域中是另一种占重要地位的闪速存储技术。

  Hitachi和Mitsubishi公司采用0.18μm的制造工艺,并结合MLC技术,生产出芯片尺寸更小、存储容量更大、功耗更低的512Mb-AND Flash Memory,再利用双密度封装技术DDP(Double Density Package Technology),将2片512Mb芯片叠加在1片TSOP48的封装内,形成一片1Gb芯片。HN29V51211T具有突出的低功耗特性,读电流为2mA,待机电流仅为1μA,同时由于其内部存在与块大小一致的内部RAM 缓冲区,使得AND技术不像其他采用MLC的闪速存储器技术那样写入性能严重下降。Hitachi公司用该芯片制造128MB的MultiMedia卡和2MB的PC-ATA卡,用于智能电话、个人数字助理、掌上电脑、数字相机、便携式摄像机、便携式音乐播放机等。

  4 由EEPROM派生的闪速存储器

  EEPROM具有很高的灵活性,可以单字节读写(不需要擦除,可直接改写数据),但存储密度小,单位成本高。部分制造商生产出另一类以EEPROM做闪速存储阵列的Flash Memory,如ATMEL、SST的小扇区结构闪速存储器(Small Sector Flash Memory)和ATMEL的海量存储器(Data-Flash Memory)。这类器件具有EEPROM与NOR技术Flash Memory二者折衷的性能特点:(1) 读写的灵活性逊于EEPROM,不能直接改写数据。在编程之前需要先进行页擦除,但与NOR技术Flash Memory的块结构相比其页尺寸小,具有快速随机读取和快编程、快擦除的特点。(2) 与EEPROM比较,具有明显的成本优势。(3) 存储密度比EEPROM大,但比NOR技术Flash Memory小,如Small Sector Flash Memory的存储密度可达到4Mb,而32Mb的DataFlash Memory芯片有试用样品提供。正因为这类器件在性能上的灵活性和成本上的优势,使其在如今闪速存储器市场上仍占有一席之地。

  Small Sector Flash Memory采用并行数据总线和页结构(1页为128或256B),对页执行读写操作,因而既具有NOR技术快速随机读取的优势,又没有其编程和擦除功能的缺陷,适合代码存储和小容量的数据存储,广泛地用以替代EPROM。

  DataFlash Memory是ATMEL的专利产品,采用SPI串行接口,只能依次读取数据,但有利于降低成本、增加系统的可靠性、缩小封装尺寸。主存储区采取页结构。主存储区与串行接口之间有2个与页大小一致的SRAM数据缓冲区。特殊的结构决定它存在多条读写通道:既可直接从主存储区读,又可通过缓冲区从主存储区读或向主存储区写,两个缓冲区之间可以相互读或写,主存储区还可借助缓冲区进行数据比较。适合于诸如答录机、寻呼机、数字相机等能接受串行接口和较慢读取速度的数据或文件存储应用。

  三、 发展趋势

  存储器的发展都具有更大、更小、更低的趋势,这在闪速存储器行业表现得尤为淋漓尽致。随着半导*造工艺的发展,主流闪速存储器厂家采用0�18μm,甚至0.15μm的制造工艺。借助于先进工艺的优势,Flash Memory的容量可以更大:NOR技术将出现256Mb的器件,NAND和AND技术已经有1Gb的器件;同时芯片的封装尺寸更小:从最初DIP封装,到PSOP、SSOP、TSOP封装,再到BGA封装,Flash Memory已经变得非常纤细小巧;先进的工艺技术也决定了存储器的低电压的特性,从最初12V的编程电压,一步步下降到5V、3.3V、2�7V、1.8V单电压供电。这符合国际上低功耗的潮流,更促进了便携式产品的发展。

  另一方面,新技术、新工艺也推动Flash Memory的位成本大幅度下降:采用NOR技术的Intel公司的28F128J3价格为25美元,NAND技术和AND技术的Flash Memory将突破1MB 1美元的价位,使其具有了取代传统磁盘存储器的潜质。

  世界闪速存储器市场发展十分迅速,其规模接近DRAM市场的1/4,与DRAM和SRAM一起成为存储器市场的三大产品。Flash Memory的迅猛发展归因于资金和技术的投入,高性能低成本的新产品不断涌现,刺激了Flash Memory更广泛的应用,推动了行业的向前发展。

热心网友 时间:2023-06-26 11:08

NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。

相“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”互换使用。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处,因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码,这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。

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。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。

性能比较

flash闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。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0。

由于擦除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,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。

执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了NOR和NADN之间的性能差距,统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时),更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。

l NOR的读速度比NAND稍快一些。

2 NAND的写入速度比NOR快很多。

3 NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。

4 大多数写入操作需要先进行擦除操作。

5 NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。

接口差别

NOR flash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,很自然地,基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。

容量和成本

NAND flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半,由于生产过程更为简单,NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也就相应地降低了价格。

NOR flash占据了容量为1~16MB闪存市场的大部分,而NAND flash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,NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存储卡市场上所占份额最大。

可靠性和耐用性

采用flahs介质时一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展MTBF的系统来说,Flash是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可靠性。

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。在某些情况下(很少见,NAND发生的次数要比NOR多),一个比特位会发生反转或被报告反转了。

一位的变化可能不很明显,但是如果发生在一个关键文件上,这个小小的故障可能导致系统停机。如果只是报告有问题,多读几次就可能解决了。

当然,如果这个位真的改变了,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,NAND的供应商建议使用NAND闪存的时候,同时使用EDC/ECC算法。

这个问题对于用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。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。

易于使用

可以非常直接地使用基于NOR的闪存,可以像其他存储器那样连接,并可以在上面直接运行代码。

由于需要I/O接口,NAND要复杂得多。各种NAND器件的存取方法因厂家而异。

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。

软件支持

当讨论软件支持的时候,应该区别基本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘仿真和闪存管理算法的软件,包括性能优化。

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Wind River System、Microsoft、QNX Software System、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。

参考资料:http://www.91tech.cn/Article/SoftHardTech/EmbeddedSystem/200512/3156.html

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NAND和NOR flash详解

NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR
flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统
天下的局面。紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结构,强调降低每比特的成
本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口
轻松升级。但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。

相“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”互换使用。许多业内人士也搞不清
楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处,因
为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码,这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高
数据存储密度的理想解决方案。
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。
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。

性能比较
flash闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何
flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元
内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。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0。
由于擦除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
,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。
执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了NOR和NADN之间的性能差距,统计表明,对于
给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时),
更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样,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。

接口差别
NOR flash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,很自然地,基
于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。

容量和成本
NAND flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半,由于生产过程更为简单,NAND结构可
以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也就
相应地降低了价格。
NOR flash占据了容量为1~16MB闪存市场的大部分,而NAND flash只是用在8~128M
B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,NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和M
MC存储卡市场上所占份额最大。

可靠性和耐用性
采用flahs介质时一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展MTBF的系统来说
,Flash是非常合适的存储方案。可以从寿命
(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可靠性。
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。在某些情况下(很少见,NAND发生的次数要
比NOR多),一个比特位会发生反转或被报告反转
了。
一位的变化可能不很明显,但是如果发生在一个关键文件上,这个小小的故障可能
导致系统停机。如果只是报告有问题,多读几次
就可能解决了。
当然,如果这个位真的改变了,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,NAND的供应商建
议使用NAND闪存的时候,同时使用EDC/ECC算法。
这个问题对于用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。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。

易于使用
可以非常直接地使用基于NOR的闪存,可以像其他存储器那样连接,并可以在上面直
接运行代码。
由于需要I/O接口,NAND要复杂得多。各种NAND器件的存取方法因厂家而异。
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。

软件支持
当讨论软件支持的时候,应该区别基本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘仿真和
闪存管理算法的软件,包括性能优化。
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Wind River System、Microsoft、QNX Software System、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。

热心网友 时间:2023-06-26 11:09

NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。

相“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”互换使用。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处,因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码,这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。

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。

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。

性能比较

flash闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。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0。

由于擦除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,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。

执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了NOR和NADN之间的性能差距,统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样,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。

接口差别

NOR flash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,很自然地,基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。

容量和成本

NAND flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半,由于生产过程更为简单,NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也就相应地降低了价格。

NOR flash占据了容量为1~16MB闪存市场的大部分,而NAND flash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,NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存储卡市场上所占份额最大。

可靠性和耐用性

采用flahs介质时一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展MTBF的系统来说,Flash是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可靠性。

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。在某些情况下(很少见,NAND发生的次数要比NOR多),一个比特位会发生反转或被报告反转了。

一位的变化可能不很明显,但是如果发生在一个关键文件上,这个小小的故障可能导致系统停机。如果只是报告有问题,多读几次就可能解决了。

当然,如果这个位真的改变了,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,NAND的供应商建议使用NAND闪存的时候,同时使用EDC/ECC算法。

这个问题对于用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。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。

易于使用

可以非常直接地使用基于NOR的闪存,可以像其他存储器那样连接,并可以在上面直接运行代码。

由于需要I/O接口,NAND要复杂得多。各种NAND器件的存取方法因厂家而异。

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。

软件支持

当讨论软件支持的时候,应该区别基本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘仿真和闪存管理算法的软件,包括性能优化。

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Wind River System、Microsoft、QNX Software System、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。

热心网友 时间:2023-06-26 11:10

NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。

相“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”互换使用。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处,因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码,这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。

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。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。

性能比较

flash闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。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0。

由于擦除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,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。

执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了NOR和NADN之间的性能差距,统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时),更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。

l NOR的读速度比NAND稍快一些。

2 NAND的写入速度比NOR快很多。

3 NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。

4 大多数写入操作需要先进行擦除操作。

5 NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。

接口差别

NOR flash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,很自然地,基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。

容量和成本

NAND flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半,由于生产过程更为简单,NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也就相应地降低了价格。

NOR flash占据了容量为1~16MB闪存市场的大部分,而NAND flash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,NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存储卡市场上所占份额最大。

可靠性和耐用性

采用flahs介质时一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展MTBF的系统来说,Flash是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可靠性。

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。在某些情况下(很少见,NAND发生的次数要比NOR多),一个比特位会发生反转或被报告反转了。

一位的变化可能不很明显,但是如果发生在一个关键文件上,这个小小的故障可能导致系统停机。如果只是报告有问题,多读几次就可能解决了。

当然,如果这个位真的改变了,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,NAND的供应商建议使用NAND闪存的时候,同时使用EDC/ECC算法。

这个问题对于用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。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。

易于使用

可以非常直接地使用基于NOR的闪存,可以像其他存储器那样连接,并可以在上面直接运行代码。

由于需要I/O接口,NAND要复杂得多。各种NAND器件的存取方法因厂家而异。

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。

软件支持

当讨论软件支持的时候,应该区别基本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘仿真和闪存管理算法的软件,包括性能优化。

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Wind River System、Microsoft、QNX Software System、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。
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