NAND Flash 控制器

目标：

  • 了解 NAND Flash 芯片的接口
  • 掌握通过 NAND Flash 控制器访问 NAND Flash 的方法

NAND Flash 介绍和 NAND Flash 控制器使用

NAND Flash 在嵌入式系统中的地位与 PC 上的硬盘类似，用于保存：

  • 系统运行所必须的操作系统
  • 应用程序
  • 用户数据
  • 运行过程中产生的各类数据

Flash 介绍

常用的 Flash 类型有 NOR Flash 和 NAND Flash 两种。

两者的差别如下：

NOR Flash 支持 XIP，即代码可以直接在 NOR Flash 上执行，无需复制到内存中。

这是由于 NOR Flash 的接口与 RAM 完全相同，可以随机访问任意地址的数据。

在 NOR Flash 上进行读操作的效率非常高，但是曹处和写操作的效率很低；另外，NOR Flash 的容量一般比较小。

NAND Flash 进行擦除和写操作的效率更高，并且容量更大。

一般而言，NOR Flash 用于存储程序，NAND Flash 用于存储数据。

基于 NAND Flash 的设备通常也要搭配 NOR Flash 以存储程序。

Flash 存储器件由 擦除单元（也成为块）组成，当要写入某个块时，需要确保这个块已经被擦除。

NOR Flash 的块大小范围为 64KB~128KB；NAND Flash 的块大小范围为 8KB~64KB，擦/写一个 NOR Flash 块需要 4s，而擦写一个 NAND Flash 块仅需 2ms。

NOR Flash 的块太大，不仅增加了擦写时间，而且对于给定的写操作，NOR Flash 也需要更多的擦除操作——特别是小文件，比如一个文件只有 1KB，但是为了保存它却需要擦除大小为 64KB~128KB 的 NOR Flash 块。

NOR Flash 的接口与 RAM 完全相同，可以随意访问任意地址的数据。

而 NAND Flash 的接口仅仅包含几个 I/O 引脚，需要串行地访问。NAND Flash 一般以 512 字节为单位进行读写。

这使得 NOR Flash 适合于运行程序，而 NAND Flash 更适合于存储数据。

容量相同的情况下，NAND Flash 的体积更小，对于空间有严格要求的系统，NAND Flash 可以节省更多的空间。

市场上 NOR Flash 的容量通常为 1MB~4MB（也有 32MB 的 NOR Flash），NAND Flash 的容量为 8MB~512MB。

容量差别也使得 NOR Flash 多用于存储程序，NAND Flash 多用于存储数据。

对于 Flash 存储器件的可靠性需要考虑 3 点：位反转、坏块和可擦除次数。

所有 Flash 器件都遭遇位反转的问题：由于 Flash 固有的电器特性，在读写数据的过程中，偶然会产生一位或几位数据错误（这种概率很低），而 NAND Flash 出的概率远大于 NOR Flash。

当位反转发生在关键的代码、数据上时，有可能导致系统崩溃。

当仅仅是报告位反转，重新读取即可；如果确实发生了位反转，则必须有相应的错误检测/恢复措施。

在 NAND Flash 上发生位反转的概率更高，推荐使用 EDC/ECC 进行错误检测和恢复。NAND Flash 上面会有坏块随机分布，在使用前需要将坏块扫描出来，确保不再使用它们，否则会使产品含有严重的故障。NAND Flash 每块的可擦除次数通常在 100000 次左右，是 NOR Flash 的 10 倍。

另外，因为 NAND Flash 的块大小通常是 NOR Flash 的 1/8，所以 NAND Flash 的寿命远远超过 NOR Flash。

嵌入式 Linux 对 NOR、NAND Flash 的软件支持都很成熟。

在 NOR Flash 上常使用 jffs2 文件系统，而在 NAND Flash 上常用 yaffs 文件系统。

在更底层，有 MTD 驱动程序实现对它们的读、写、擦除操作，它也实现了 EDC/ECC 校验。

我擦，概念讲了一堆啊！！！

NAND Flash 的物理结构

以 NAND Flash K9F1208U0M 为例，K9F1208U0M 是三星公司生产的容量为 64MB 的  NAND Flash，常用于手持设备等消费电子产品。

它的封装及外部引脚如上图。

K9F1208U0M 的功能结构图如下图所示：

K9F1208U0M 的内部结构分为 10 个功能部件。

  • X-Buffers Latche & Decoders：用于行地址
  • Y-Buffers Latche & Decoders：用于列地址
  • Command Register：用于命令字
  • Control Logic & High Voltage Generator：控制逻辑及产生 Flash 所需高压。
  • NAND Flash Array：存储部件。
  • Page Register & S/A：页寄存器，当读、写某页时，会将数据先读入/写入此寄存器，大小为 528 字节。
  • Y-Gating
  • I/O Buffers & Latches
  • Global Buffers
  • Output Driver

NAND Flash 存储单元组织结构如下图：

K9F1208U0M 容量为 528 Mbit，分 131072 行（页）

待续。。。

原文地址：https://www.cnblogs.com/tuhooo/p/11186819.html

时间： 2024-09-30 00:59:40

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第8章 NAND FLASH控制器

8.1 NAND Flash介绍和NAND Flash控制器使用 NAND Flash在嵌入式系统中的地位与PC上的硬盘类似 NAND Flash在掉电后仍可保存 8.1.1 Flash介绍 有NOR Flash和NAND Flash两种 NOR Flash与SDRAM的接口完全相同,可以随机访问任意地址的数据 NOR Flash的块大小是64kb~128kb,NAND的块大小是8kb~64kb NAND Flash一般以512字节为单位进行读写 Flash存储期间的可靠性主要考虑3点:位翻转.

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怎么看时序图--nand flash的读操作详解（转载）

出处:http://blog.chinaunix.net/uid-28852942-id-3992727.html这篇文章不是介绍 nand flash的物理结构和关于nand flash的一些基本知识的.你需要至少了解 你手上的 nand flash的物理结构和一些诸如读写命令 操作的大概印象,你至少也需要看过 s3c2440中关于nand flash控制寄存器的说明. 由于本人也没有专门学过这方面的知识,下面的介绍也是经验之谈. 这里 我用的 K9F2G08-SCB0 这款nand flas