什么是NAND 型 Flash 存儲器？

前言

NAND Flash 和 NOR Flash是現(xiàn)在市場上兩種主要的閃存技術。Intel于1988年首先開發(fā)出 NOR Flash 技術,徹底改變了原先由 EPROM 和 EEPROM 一統(tǒng)天下的局面。緊接著,1989年,東芝公司發(fā)表了 NAND Flash 結構,后者的單元電路尺寸幾乎只是 NOR 器件的一半,可以在給定的芯片尺寸內提供更高的容量,也就相應地降低了價格。

1.NAND Flash ROM

NAND Flash ROM 應該是目前最熱門的存儲芯片了。因為我們生活中經(jīng)常使用的電子產品都會涉及到它。比如你買手機，肯定會考慮64GB，還是256GB？買筆記本是買256GB，還是512GB容量的硬盤呢？（目前電腦大部分采用了基于 NAND Flash 產品的固態(tài)硬盤）。

2.NOR Flash ROM

NOR Flash ROM 的特點是以字節(jié)為單位隨機存取。這樣，應用程序可以直接在 Flash ROM 中執(zhí)行，不必再把程序代碼預先讀到 RAM 中。NOR Flash ROM 的接口簡單，與通常的擴展存儲器一樣，可以直接連接到處理器的外圍總線上。

與 NOR Flash ROM 相比， NAND Flash ROM 以頁（行）為單位隨機存取,在容量、使用壽命和成本方面有較大優(yōu)勢。但是它的讀出速度稍慢,編程較為復雜,因此大多作為數(shù)據(jù)存儲器使用。嵌入式產品中包括數(shù)碼相機、MP3 隨身聽記憶卡、體積小巧的U盤等均采用 NAND Flash ROM 。

在存儲結構上，NAND Flash 內部采用非線性宏單元模式,全部存儲單元被劃分為若干個塊(類似于硬盤的,一般為8 KB)，這也是擦除操作的基本單位。進而，每個塊又分為若干個大小為512 B的頁，每頁的存儲容量與硬盤每個扇區(qū)的容量相同。也就是說，每頁都有512條位線,每條位線連接一個存儲元。此時，要修改 NAND 芯片中一個字節(jié)，就必須重寫整個數(shù)據(jù)塊。當Flash 存儲器的容量不同時，其塊數(shù)量以及組成塊的頁的數(shù)量都將不同。相應地，地址信息包括了列地址、塊地址以及相應的頁面地址。這些地址通過8位總線分組傳輸，需要多個時鐘周期。當容量增大時，地址信息增加，那么就需要占用更多的尋址周期，尋址時間也就越長。這導致NAND Flash的地址傳輸開銷大，因此并不適合于頻繁、小數(shù)據(jù)量訪問的應用。

相比較而言，NAND 型 Flash 存儲器具有更高的存儲密度、更快的寫人速度、更低的價格以及更好的擦寫耐用性等優(yōu)點，非常適用于大量數(shù)據(jù)的存儲。但由于NAND Flash的接口和操作都相對復雜，位交換操作頻繁，因此通常還要采用錯誤探測/錯誤糾正(EDC/ECC)算法來保護關鍵性數(shù)據(jù)。

例如深圳雷龍有限公司的 CSNP32GCR01-AOW 芯片。

一.免驅動使用。SD NAND內置了針對NAND Flash的壞塊管理，平均讀寫，動態(tài)和靜態(tài)的EDC/ECC等算法。

二.性能更穩(wěn)定。由于NAND Flash內部是先擦后寫機制，如果軟件處理不當，在突然掉電的時候就會導致數(shù)據(jù)丟失。而SD NAND內部自帶的垃圾回收等機制可以很好的規(guī)避這個問題。因此CS創(chuàng)世的二代產品才會通過10K次的隨機掉電測試。

三.尺寸更小。目前SD NAND 是68mm 大小，8個pin腳，相比Raw NAND的1220mm大小，48個pin腳，采用SD NAND可以做出更小巧的產品，而且也能節(jié)省CPU寶貴的GPIO口（這點對于MCU單片機來說更是重要）

四.SD NAND可選容量更多。目前有128MB/512MB/4GB容量。而SLC 的Raw NAND 主流容量128MB，512MB已經(jīng)少見，供貨周期也很長；單顆4GB的Raw NAND基本都是MLC或者TLC NAND的晶圓，管理起來更復雜。

不用寫驅動程序自帶壞塊管理的 NAND Flash（貼片式TF卡），尺寸小巧，簡單易用，兼容性強，穩(wěn)定可靠，固件可定制，LGA-8 封裝，標準SDIO接口，兼容SPI，兼容拔插式TF卡/SD卡，可替代普通 TF卡/SD 卡，尺寸 6.2x8mm ，內置平均讀寫算法，通過1萬次隨機掉電測試耐高低溫，機貼手貼都非常方便，速度級別Class10（讀取速度 23.5MB/S 寫入速度 12.3MB/S ）標準的 SD2.0 協(xié)議普通的SD卡可直接驅動，支持TF卡啟動的 SOC 都可以用 SD NAND。

SD NAND原理圖如下：

審核編輯 黃宇