请你详细论述NAND FLASH的工作原理,以及S3C2410对其读写过程?

请你详细论述NAND FLASH的工作原理,以及S3C2410对其读写过程?,第1张

nand flash的存储原理,大概上就是它的行粗最小物理存储单元,能够将电子存储起来,即使在断电的情况下。每个存储单元有无电子的状态,就能制成数据的0和1。制作Flash的厂商,都提供的外围接口了,包括地址线和各种信号线什么的,还提供各和带滑种命令的发送规则。你所说的S3C2410应该属于控制芯片了,它在对flash读写过程,实际上是向下发送读写命令,当然还包括地址和数据,flash会对发送的命令进行相应的 *** 作,完成读写的过唤腊程。希望答案对你有所帮助。

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 *** 作,1页为256或512B(字节);以块为单位进行擦除 *** 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美元的价格限制。(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,蔽侍并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谈贺 *** 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美元的价格限制,更显示出它对于NOR技术的价宏迹格优势。

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 *** 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。随着半导体制造工艺的发展,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。


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