Flash,EEPROM,EMMC,ISSD,NAND

1、Flash,EEPROM，EMMC，ISSD，NAND MAR.7th 2016 IP3:Tracy.Li2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司Flash 闪存的英文名称是Flash Memory，一般简称为Flash，它属于内存器件的一种。 不过闪存的物理特性与常见的内存有根本性的差异： 目前各类 DDR 、 SDRAM 或者 RDRAM 都属于挥发性内存，只要停止电流供应内存中的数据便无法保持，因此每次电脑开机都需要把数据重新载入内存； 闪存则是一种不挥发性（ Non-Volatile ）内存

2、，在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，其存储特性相当于硬盘，这项特性正是闪存得以成为各类便携型数字设备的存储介质的基础。 NAND 闪存的存储单元则采用串行结构，存储单元的读写是以页和块为单位来进行（一页包含若干字节，若干页则组成储存块， NAND 的存储块大小为 8 到 32KB ），这种结构最大的优点在于容量可以做得很大，超过 512MB 容量的 NAND 产品相当普遍， NAND 闪存的成本较低，有利于大规模普及。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司NAND 闪存的缺点在于读速度较慢，它的 I/O 端口只有 8 个，比 NOR 要少多了。这区区 8

3、 个 I/O 端口只能以信号轮流传送的方式完成数据的传送，速度要比 NOR 闪存的并行传输模式慢得多。再加上 NAND 闪存的逻辑为电子盘模块结构，内部不存在专门的存储控制器，一旦出现数据坏块将无法修，可靠性较 NOR 闪存要差。 NAND 闪存被广泛用于移动存储、数码相机、 MP3 播放器、掌上电脑等新兴数字设备中。由于受到数码设备强劲发展的带动， NAND 闪存一直呈现指数级的超高速增长.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NA

4、ND 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。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司相“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

5、代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高,在14MB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。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司性能比较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

6、目标块内所有的位都写为0。由于擦除NOR器件时是以64128KB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832KB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,

7、相应的擦除电路更少。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司接口差别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。NO

8、R flash占据了容量为116MB闪存市场的大部分,而NAND flash只是用在8128MB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。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司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

9、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。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司位交换所有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/E

10、CC)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。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司坏块处理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

11、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。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司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

12、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。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司EEPROMEEPROM，或写作E2

13、PROM，全称电子抹除式可复写只读存储器 （英语：Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory），是一种可以通过电子方式多次复写的半导体存储设备，可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。相比EPROM，EEPROM不需要用紫外线照射，也不需取下，就可以用特定的电压，来抹除芯片上的信息，以便写入新的数据。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司基本原理由EPROM操作的不便，后来出的主板上BIOS ROM芯片大部分都采用EEPROM（Electrically Erasable Programmable

14、ROM，电可擦除可编程ROM）。EEPROM的擦除不需要借助于其它设备，它是以电子信号来修改其内容的，而且是以Byte为最小修改单位，不必将资料全部洗掉才能写入，彻底摆脱了EPROM Eraser和编程器的束缚。EEPROM在写入数据时，仍要利用一定的编程电压，此时，只需用厂商提供的专用刷新程序就可以轻而易举地改写内容，所以，它属于双电压芯片。借助于EEPROM芯片的双电压特性，可以使BIOS具有良好的防毒功能，在升级时，把跳线开关打至“off”的位置，即给芯片加上相应的编程电压，就可以方便地升级；平时使用时，则把跳线开关打至“ON”的位置，防止CIH类的病毒对BIOS芯片的非法修改。所以，至

15、今仍有不少主板采用EEPROM作为BIOS芯片并作为自己主板的一大特色。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司发展背景在微机的发展初期，BIOS都存放在ROM（Read Only Memory，只读存储器）中。ROM内部的资料是在ROM的制造工序中，在工厂里用特殊的方法被烧录进去的，其中的内容只能读不能改，一旦烧录进去，用户只能验证写入的资料是否正确，不能再作任何修改。如果发现资料有任何错误，则只有舍弃不用，重新订做一份。ROM是在生产线上生产的，由于成本高，一般只用在大批量应用的场合。EEPROM由于ROM制造和升级的不便，后来人们发明了PROM（Program

16、mable ROM，可编程ROM）。最初从工厂中制作完成的PROM内部并没有资料，用户可以用专用的编程器将自己的资料写入，但是这种机会只有一次，一旦写入后也无法修改，若是出了错误，已写入的芯片只能报废。PROM的特性和ROM相同，但是其成本比ROM高，而且写入资料的速度比ROM的量产速度要慢，一般只适用于少量需求的场合或是ROM量产前的验证。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除可编程ROM）芯片可重复擦除和写入，解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的

17、陶瓷封装上，开有一个玻璃窗口，透过该窗口，可以看到其内部的集成电路，紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据，完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。EPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压（VPP=1224V，随不同的芯片型号而定）。EPROM的型号是以27开头的，如27C020（8*256K）是一片2M Bits容量的EPROM芯片。EPROM芯片在写入资料后，还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住，以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司发展历史EEPROM（带电可擦写可编程只

18、读存储器）是用户可更改的只读存储器（ROM），其可通过高于普通电压的作用来擦除和重编程（重写）。不像EPROM芯片，EEPROM不需从计算机中取出即可修改。在一个EEPROM中，当计算机在使用的时候可频繁地反复编程，因此EEPROM的寿命是一个很重要的设计考虑参数。EEPROM是一种特殊形式的闪存，其应用通常是个人电脑中的电压来擦写和重编程。EEPROM，一般用于即插即用（Plug & Play）。常用在接口卡中，用来存放硬件设置数据。也常用在防止软件非法拷贝的硬件锁上面。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司保护方式串行EEPROM 应该是一种很可靠的设备，但在

19、我的使用中，经常会出现数据出错的情况，是什么原因呢？其实这种情况多发生在插拔电的情况下。1. EEPROM 读写的时序可能有小小的不对；2. 是在掉电时，在电压降低到一定程度后到完全没电之间的一段时间内，在MCU与EEPROM 的读写信号线上出现非控制的快速随机电平，这些电平可能会组合出一些被EEPROM 认为合法的写命令，结果将EEPROM 中的值修改掉了；3. 在上电的复位期间，I/O 脚上电平未定，也可能随机组合出一些写命令；4. 在读EEPROM 操作过程中，出现了复位（如充电复位）等，形成类似于（二）的情况；5. 在电压降低后，可能会出现MCU 跑飞了，结果运行到了写EEPROM 的

20、底层驱动程序中，强来将数据写入了进去。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司EMMCeMMC(EmbeddedMultiMediaCard)为MMC协会所订立的、主要是针对手机产品为主的内嵌式存储器标准规格。eMMC的应用是对存储容量有较高要求的消费电子产品。eMMC的一个明显优势是在封装中集成了一个控制器，它提供标准接口并管理闪存，使得手机厂商就能专注于产品开发的其它部分，并缩短向市场推出产品的时间。这些特点对于希望通过缩小光刻尺寸和降低成本的NAND供应商来说，同样的重要。应用eMMC的应用是对存储容量有较高要求的消费电子产品。2011年已大量生产的一些热门产

21、品，如PalmPre、AmazonKindleII和FlipMinoHD，都采用了eMMC。为了确认这些产品究竟使用了何种存储器，iSuppli利用拆机分析业务对它们进行了拆解，发现eMMC身在其中。结构由一个嵌入式存储解决方案组成，带有MMC（多媒体卡）接口、快闪存储器设备及主控制器。所有都在一个小型的BGA封装。接口速度高达每秒52MB，eMMC具有快速、可升级的性能。同时其接口电压可以是1.8v或者是3.3v。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司优点1.简化手机存储器的设计。eMMC目前是最当红的移动设备本地存储解决方案，目的在于简化手机存储器的设计，由于

22、NANDFlash芯片的不同厂牌包括三星、KingMax、东芝(Toshiba)或海力士(Hynix)、美光(Micron)等，入时，都需要根据每家公司的产品和技术特性来重新设计，过去并没有技术能够通用所有厂牌的NANDFlash芯片。2.更新速度快。每次NANDFlash制程技术改朝换代，包括70纳米演进至50纳米，再演进至40纳米或30纳米制程技术，手机客户也都要重新设计，但半导体产品每1年制程技术都会推陈出新，存储器问题也拖累手机新机种推出的速度，因此像eMMC这种把所有存储器和管理NANDFlash的控制芯片都包在1颗MCP上的概念，逐渐流行在市场中。3.加速产品研发速度。eMMC的设

23、计概念，就是为了简化手机内存储器的使用，将NANDFlash芯片和控制芯片设计成1颗MCP芯片，手机客户只需要采购eMMC芯片，放进新手机中，不需处理其它繁复的NANDFlash兼容性和管理问题，最大优点是缩短新产品的上市周期和研发成本，加速产品的推陈出新速度。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司发展趋势eMMC规格的标准逐渐从eMMC4.3世代发展到eMMC4.4世代，eMMC4.5已经问世，2013年9月5日最新发布的小米3代手机就是采用eMMc高规格闪存。2013年7月29日三星开始量产行业首款eMMC5.0存储产品4，未来其他像更进一步的MCP产品也会把

24、MobileRAM一起融入，因此要打内嵌式内存之战，还要看各家内存资源和技术的齐全度。但以台系内存模块厂而言，还在寻找商机的切入点，除非找到愿意全面支持的内存大厂，否则未来可能只能做大陆山寨手机市场。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司ISSDSATA国际组织在发布SATA Express标准的同时，还发布了面向嵌入式固态存储的新标准“SATA SSD”。SATA SSD标准是面向嵌入式存储设备而开发的，其摒弃了常用的SATA接口界面，改用了新的电气布局，在BGA封装的芯片内实现SATA数据传输并直接与主板相连，可以称得上是目前体积最小的SATA存储方案，非常适

25、合 笔记本电脑和 平板电脑等移动设备采用。 几乎在同时，Sandisk就推出了基于该标准开发的 iSSD系列固态硬盘。SandDisk的iSSD系列固态硬盘就是基于这种标准而研制的，拥有8/16/32/64/128GB五款容量，性能方面持续读取速度160MB/s、持续写入速度100MB/s。均采用了BGA封装的单芯片设计，长度和宽度仅为20mm和16mm，而高度则根据容量的不同为1.2mm到1.85mm，重量不到1克，可以直接焊接在任何主板上，用于下一代移动计算平台，并兼容所有现代操作系统。可以称得上是目前体积最小的SATA固态硬盘。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技

26、有限公司现有SSD的尺寸实际上已经比传统的硬盘尺寸小了很多，但是由于连接器和外壳的缘故，它们还是比较厚，为了兼顾速度和体积，将SATA接口的SSD微型化，改采用mSATA接口，通常称之为iSSD(in tegrated solid state drive)，或者称之嵌入式固态硬盘，这个名字还是比较贴切的。 2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司NANDNAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储方案，它晶片容量大，主流容量已达2GB。NAND规格晶片多应用在小型记忆卡，以储存资料为主。NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储方案，这在不超过4GB的低容量应用中表现得犹

27、为明显。随着人们持续追求功耗更低、重量更轻和性能更佳的产品，使得NAND更具有吸引力。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司工作原理EPROM基本单元结构闪存结合了EPROM的高密度和EEPROM结构的变通性的优点。EPROM是指其中的内容可以通过特殊手段擦去，然后重新写入。常采用浮空栅雪崩注入式MOS电路，简称为FAMOS。它与MOS电路相似，是在N型基片上生长出两个高浓度的P型区，通过欧姆接触分别引出源极S和漏极D。在源极和漏极之间有一个多晶硅栅极浮空在 绝缘层中，与四周无直接电气联接。这种电路以浮空栅极是否带电来表示存1或者0，浮空栅极带电后（例如负电荷），

28、就在其下面，源极和漏极之间感应出正的导电沟道，使MOS管导通，即表示存入0.若浮空栅极不带电，则不能形成导电沟道，MOS管不导通，即存入1。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司EEPROM基本存储单元电路的工作原理。与EPROM相似，它是在EPROM基本单元电路的浮空栅极的上面再生成一个浮空栅，前者称为第一级浮空栅，后者称为第二级浮空栅。可给第二级浮空栅引出一个电极，使第二级浮空栅极接某一电压VG。若VG为正电压，第一浮空栅极与漏极之间产生隧道效应，使电子注入第一浮空栅极，即编程写入。若使VG为负电压，强使第一浮空栅极的电子散失，即擦除。擦除后可重新写入。NAN

29、D闪存单元结构闪存的基本单元电路与EEPROM类似，也是由双层浮空栅MOS管组成。但是第一层栅介质很薄，作为隧道氧化层。写入方法与EEPROM相同，在第二级浮空栅加正电压，使电子进入第一级浮空栅。读出方法与EPROM相同。擦除方法是在源极加正电压利用第一级浮空栅与漏极之间的隧道效应，会注入到浮空栅的负电荷吸引到源极。由于利用源极加正电压擦除，因此各单元的源极联在一起，这样，擦除不能按字节擦除，而是全片或者分块擦除。随着半导体技术的改进，闪存也实现了单晶体管设计，主要就是在原有的晶体管上加入浮空栅和选择栅，NAND闪存阵列分为一系列128kB的区块(block)，这些区块是NAND器件中最小的可

30、擦除实体。擦除一个区块就是把所有的位(bit)设置为“1”(而所有字节(byte)设置为FFh)。有必要通过编程，把已擦除的位从“1”变为“0”。最小的编程实体是字节(byte)。一些NOR闪存能同时执行读写操作。虽然NAND不能同时执行读写操作，它可以采用称为“映射(shadowing)”的方法，在系统级实现这一点。这种方法在个人电脑上已经沿用多年，BIOS从速率较低的ROM加载到速率较高的RAM上。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司优势NAND的效率较高，是因为NAND串中没有金属触点。NAND闪存单元的大小比NOR要小(4F2：10F2)的原因，是NOR

31、的每一个单元都需要独立的金属触点。NAND与硬盘驱动器类似，基于扇区(页)，适合于存储连续的数据，如图片、音频或个人电脑数据。虽然通过把数据映射到RAM上，能在系统级实现随机存取，但是，这样做需要额外的RAM存储空间。此外，跟硬盘一样，NAND器件存在坏的扇区，需要纠错码(ECC)来维持数据的完整性。存储单元面积越小，裸片的面积也就越小。在这种情况下，NAND就能够为当今的低成本消费市场提供存储容量更大的闪存产品。NAND闪存用于几乎所有可擦除的存储卡。NAND的复用接口为所有最新的器件和密度都提供了一种相似的引脚输出。这种引脚输出使得设计工程师无须改变电路板的硬件设计，就能从更小的密度移植到

32、更大密度的设计上。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司与NOR闪存比较 NAND闪存的优点在于写(编程)和擦除操作的速率快，而NOR的优点是具有随机存取和对字节执行写(编程)操作的能力。NOR的随机存取能力支持直接代码执行(XiP)，而这是嵌入式应用经常需要的一个功能。NAND的缺点是随机存取的速率慢，NOR的缺点是受到读和擦除速度慢的性能制约。NAND较适合于存储文件。如今，越来越多的处理器具备直接NAND接口，并能直接从NAND(没有NOR)导入数据。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司编程速度快、擦除时间短NANDNAND的

33、真正好处是编程速度快、擦除时间短。NAND支持速率超过5Mbps的持续写操作，其区块擦除时间短至2ms，而NOR是750ms。显然，NAND在某些方面具有绝对优势。然而，它不太适合于直接随机存取。对于16位的器件，NOR闪存大约需要41个I/O引脚；相对而言，NAND器件仅需24个引脚。NAND器件能够复用指令、地址和数据总线，从而节省了引脚数量。复用接口的一项好处，就在于能够利用同样的硬件设计和电路板，支持较大的NAND器件。由于普通的TSOP-1封装已经沿用多年，该功能让客户能够把较高密度的NAND器件移植到相同的电路板上。NAND器件的另外一个好处显然是其封装选项：NAND提供一种厚膜的

34、2Gb裸片或能够支持最多四颗堆叠裸片，容许在相同的TSOP-1封装中堆叠一个8Gb的器件。这就使得一种封装和接口能够在未来支持较高的密度。NOR闪存的随机存取时间为0.12ms，而NAND闪存的第一字节随机存取速度要慢得多以2Gb NAND器件为例，它由2048个区块组成，每个区块有64个页2GB NAND闪存包含2,048个区块2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司 基本操作每一个页均包含一个2048字节的数据区和64字节的空闲区，总共包含2,112字节。空闲区通常被用于ECC、耗损均衡(wear leveling)和其它软件开销功能，尽管它在物理上与其它页并没

35、有区别。NAND器件具有8或16位接口。通过8或16位宽的双向数据总线，主数据被连接到NAND存储器。在16位模式，指令和地址仅仅利用低8位，而高8位仅仅在数据传输周期使用。擦除区块所需时间约为2ms。一旦数据被载入寄存器，对一个页的编程大约要300s。读一个页面需要大约25s，其中涉及到存储阵列访问页，并把页载入16,896位寄存器中。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司接口由6个主要控制信号构成除了I/O总线，NAND接口由6个主要控制信号构成：1.芯片启动(Chip Enable, CE#)：如果没有检测到CE信号，那么，NAND器件就保持待机模式，不对任

36、何控制信号作出响应。2.写使能(Write Enable, WE#): WE#负责把数据、地址或指令写入NAND之中。3.读使能(Read Enable, RE#): RE#允许输出数据缓冲器。4.指令锁存使能(Command Latch Enable, CLE): 当CLE为高时，在WE#信号的上升沿，指令被锁存到NAND指令寄存器中。5.地址锁存使能(Address Latch Enable, ALE)：当ALE为高时，在WE#信号的上升沿，地址被锁存到NAND地址寄存器中。6.就绪/忙(Ready/Busy, R/B#)：如果NAND器件忙，R/B#信号会变低。该信号是漏极开路，需要采用

37、上拉电阻。数据每次进/出NAND寄存器都是通过16位或8位接口。当进行编程操作的时候，待编程的数据进入数据寄存器，处于在WE#信号的上升沿。在寄存器内随机存取或移动数据，要采用专用指令以便于随机存取。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司数据寄存器输出数据的方式数据寄存器输出数据的方式与利用RE#信号的方式类似，负责输出现有的数据，并增加到下一个地址。WE#和RE#时钟运行速度极快，达到30ns的水准。当RE#或CE#不为低的时候，输出缓冲器会为三态。这种CE#和RE#的组合使能输出缓冲器，容许NAND闪存与NOR、SRAM或DRAM等其它类型存储器共享数据总线。

38、该功能有时被称为“无需介意芯片启动(chip enable dont care)”。这种方案的初衷是适应较老的NAND器件，它们要求CE#在整个周期为低(译注：根据上下文改写)。输入寄存器接收到页编程(80h)指令时，内部就会全部重置为1s，使得用户可以只输入他想以0位编程的数据字节带有随机数据输入的编程指令。该指令只需要后面跟随着数据的2个字节的地址2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司指令周期所有NAND操作开始时，都提供一个指令周期当输出一串WE#时钟时，通过在I/O位7：0上设置指令、驱动CE#变低且CLE变高，就可以实现一个指令周期。注意：在WE#信号的

39、上升沿上，指令、地址或数据被锁存到NAND器件之中。如表1所示，大多数指令在第二个指令周期之后要占用若干地址周期。注意：复位或读状态指令例外，如果器件忙，就不应该发送新的指令。注意：因为最后一列的位置是2112，该最后位置的地址就是08h(在第二字节中)和3Fh(在第一字节中)。PA5:0指定区块内的页地址，BA16:6指定区块的地址。虽然大多编程和读操作需要完整的5字节地址，在页内随机存取数据的操作仅仅用到第一和第二字节。块擦除操作仅仅需要三个最高字节(第三、第四和第五字节)来选择区块。总体而言，NAND的基本操作包括：复位(Reset, FFh)操作、读ID(Read ID, 00h)操作

40、、读状态(Read Status, 70h)操作、编程(Program)操作、随机数据输入(Random data input, 85h)操作和读(Read)操作等。2021-8-6深圳英众世纪智能科技有限公司上海英众信息科技有限公司连接到处理器 选择内置NAND接口的处理器或控制器的好处很多。如果没有这个选择，有可能在NAND和几乎任何处理器之间设计一个“无粘接逻辑(glueless)”接口。NAND和NOR闪存的主要区别是复用地址和数据总线。该总线被用于指定指令、地址或数据。CLE信号指定指令周期，而ALE信号指定地址周期。利用这两个控制信号，有可能选择指令、地址或数据周期。把ALE连接到处理器的第五地址位，而把CLE连接到处理器的第四地址位，就能简单地通过改变处理器输出的地址，任意选择指令、地址或数据。这容许CLE和ALE在合适的时间自动设置为低。为了提供指令，处理器在数据总线上输出想要的指令，并输出地址0010h；为了输出任意数量的地址周期，处理器仅仅要依次在处理器地址0020h之后输出想要的NAND地址。注意，许多