1、NOR Flash 和 NAND Flash是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開(kāi)發(fā)出NOR Flash 技術(shù)，徹底改變了原先由EPROM(Electrically Programmable Read-Only-Memory電可編程序只讀存儲(chǔ)器)和EEPROM(電可擦只讀存儲(chǔ)器Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory)一統(tǒng)天下的局面。緊接著，1989年，東芝公司發(fā)表了NAND Flash 結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本，有更高的性能，并且像磁盤(pán)一樣可以通過(guò)接口輕松升級(jí)。NOR Flash 的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)

2、行（XIP ，eXecute In Place），這樣應(yīng)用程序可以直接在Flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NOR 的傳輸效率很高，在14MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益，但是很低的寫(xiě)入和擦除速度大大影響到它的性能。NAND的結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度，并且寫(xiě)入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于Flash的管理和需要特殊的系統(tǒng)接口。通常讀取NOR的速度比NAND稍快一些，而NAND的寫(xiě)入速度比NOR快很多，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮這些情況。ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)從入門(mén)到精髓 李亞峰 歐文盛 等編著 清華大學(xué)出版社 P52 注釋 NOR和NAND詳解NO

3、R和NAND是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開(kāi)發(fā)出NOR flash技術(shù)，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(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盤(pán)一樣可以通過(guò)接口輕松升級(jí)。但是經(jīng)過(guò)了十多年之后，仍然有相當(dāng)多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。 相“flash存儲(chǔ)器”經(jīng)?？梢耘c相“NOR存儲(chǔ)器”互換使用。許多業(yè)內(nèi)人士也搞不清楚NAND閃存技術(shù)相對(duì)于NOR技術(shù)的優(yōu)越之處，因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下閃存只是用來(lái)存儲(chǔ)少量的代碼，這時(shí)NOR閃存更適合一些。而NAND則是高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度的理想解

4、決方案。 NOR的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP, eXecute In Place)，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NOR的傳輸效率很高，在14MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益，但是很低的寫(xiě)入和擦除速度大大影響了它的性能。 NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度，并且寫(xiě)入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于flash的管理需要特殊的系統(tǒng)接口。 性能比較flash閃存是非易失存儲(chǔ)器，可以對(duì)稱為塊的存儲(chǔ)器單元塊進(jìn)行擦寫(xiě)和再編程。任何flash器件的寫(xiě)入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行，所以大多數(shù)情況下，在進(jìn)行寫(xiě)入操作之前必須先執(zhí)行擦除。N

5、AND器件執(zhí)行擦除操作是十分簡(jiǎn)單的，而NOR則要求在進(jìn)行擦除前先要將目標(biāo)塊內(nèi)所有的位都寫(xiě)為0。 由于擦除NOR器件時(shí)是以64128KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行一個(gè)寫(xiě)入/擦除操作的時(shí)間為5s，與此相反，擦除NAND器件是以832KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行相同的操作最多只需要4ms。 執(zhí)行擦除時(shí)塊尺寸的不同進(jìn)一步拉大了NOR和NADN之間的性能差距，統(tǒng)計(jì)表明，對(duì)于給定的一套寫(xiě)入操作(尤其是更新小文件時(shí))，更多的擦除操作必須在基于NOR的單元中進(jìn)行。這樣，當(dāng)選擇存儲(chǔ)解決方案時(shí)，設(shè)計(jì)師必須權(quán)衡以下的各項(xiàng)因素。 l 、NOR的讀速度比NAND稍快一些。 2、 NAND的寫(xiě)入速度比NOR快很多。 3 、NAND的4ms

6、擦除速度遠(yuǎn)比NOR的5s快。 4 、大多數(shù)寫(xiě)入操作需要先進(jìn)行擦除操作。 5 、NAND的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路更少。 接口差別NOR flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來(lái)尋址，可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個(gè)字節(jié)。 NAND器件使用復(fù)雜的I/O口來(lái)串行地存取數(shù)據(jù)，各個(gè)產(chǎn)品或廠商的方法可能各不相同。8個(gè)引腳用來(lái)傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。 NAND讀和寫(xiě)操作采用512字節(jié)的塊，這一點(diǎn)有點(diǎn)像硬盤(pán)管理此類操作，很自然地，基于NAND的存儲(chǔ)器就可以取代硬盤(pán)或其他塊設(shè)備。 容量和成本NAND flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半，由于生產(chǎn)過(guò)程更為簡(jiǎn)單，NAND結(jié)構(gòu)可以在給定的模具尺寸內(nèi)

7、提供更高的容量，也就相應(yīng)地降低了價(jià)格。 NOR flash占據(jù)了容量為116MB閃存市場(chǎng)的大部分，而NAND flash只是用在8128MB的產(chǎn)品當(dāng)中，這也說(shuō)明NOR主要應(yīng)用在代碼存儲(chǔ)介質(zhì)中，NAND適合于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC(多媒體存儲(chǔ)卡Multi Media Card)存儲(chǔ)卡市場(chǎng)上所占份額最大。 可靠性和耐用性采用flash介質(zhì)時(shí)一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題是可靠性。對(duì)于需要擴(kuò)展MTBF(平均故障間隔時(shí)間Mean Time Between Failures)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，F(xiàn)lash是非常合適的存儲(chǔ)方案。可以從壽命(耐用

8、性)、位交換和壞塊處理三個(gè)方面來(lái)比較NOR和NAND的可靠性。 壽命(耐用性) 在NAND閃存中每個(gè)塊的最大擦寫(xiě)次數(shù)是一百萬(wàn)次，而NOR的擦寫(xiě)次數(shù)是十萬(wàn)次。NAND存儲(chǔ)器除了具有10比1的塊擦除周期優(yōu)勢(shì)，典型的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍，每個(gè)NAND存儲(chǔ)器塊在給定的時(shí)間內(nèi)的刪除次數(shù)要少一些。 位交換所有flash器件都受位交換現(xiàn)象的困擾。在某些情況下(很少見(jiàn)，NAND發(fā)生的次數(shù)要比NOR多)，一個(gè)比特位會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)或被報(bào)告反轉(zhuǎn)了。 一位的變化可能不很明顯，但是如果發(fā)生在一個(gè)關(guān)鍵文件上，這個(gè)小小的故障可能導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)。如果只是報(bào)告有問(wèn)題，多讀幾次就可能解決了。 當(dāng)然，如果這個(gè)位真的改變了，

9、就必須采用錯(cuò)誤探測(cè)/錯(cuò)誤更正(EDC/ECC)算法。位反轉(zhuǎn)的問(wèn)題更多見(jiàn)于NAND閃存，NAND的供應(yīng)商建議使用NAND閃存的時(shí)候，同時(shí)使用EDC/ECC算法。 這個(gè)問(wèn)題對(duì)于用NAND存儲(chǔ)多媒體信息時(shí)倒不是致命的。當(dāng)然，如果用本地存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、配置文件或其他敏感信息時(shí)，必須使用EDC/ECC系統(tǒng)以確保可靠性。 壞塊處理NAND器件中的壞塊是隨機(jī)分布的。以前也曾有過(guò)消除壞塊的努力，但發(fā)現(xiàn)成品率太低，代價(jià)太高，根本不劃算。 NAND器件需要對(duì)介質(zhì)進(jìn)行初始化掃描以發(fā)現(xiàn)壞塊，并將壞塊標(biāo)記為不可用。在已制成的器件中，如果通過(guò)可靠的方法不能進(jìn)行這項(xiàng)處理，將導(dǎo)致高故障率。 易于使用可以非常直接地使用

10、基于NOR的閃存，可以像其他存儲(chǔ)器那樣連接，并可以在上面直接運(yùn)行代碼。 由于需要I/O接口，NAND要復(fù)雜得多。各種NAND器件的存取方法因廠家而異。 在使用NAND器件時(shí)，必須先寫(xiě)入驅(qū)動(dòng)程序，才能繼續(xù)執(zhí)行其他操作。向NAND器件寫(xiě)入信息需要相當(dāng)?shù)募记?，因?yàn)樵O(shè)計(jì)師絕不能向壞塊寫(xiě)入，這就意味著在NAND器件上自始至終都必須進(jìn)行虛擬映射。 軟件支持當(dāng)討論軟件支持的時(shí)候，應(yīng)該區(qū)別基本的讀/寫(xiě)/擦操作和高一級(jí)的用于磁盤(pán)仿真和閃存管理算法的軟件，包括性能優(yōu)化。 在NOR器件上運(yùn)行代碼不需要任何的軟件支持，在NAND器件上進(jìn)行同樣操作時(shí)，通常需要驅(qū)動(dòng)程序，也就是內(nèi)存技術(shù)驅(qū)動(dòng)程序(MTD)，NAND和NOR

11、器件在進(jìn)行寫(xiě)入和擦除操作時(shí)都需要MTD(Memory Technology Devices)。 使用NOR器件時(shí)所需要的MTD要相對(duì)少一些，許多廠商都提供用于NOR器件的更高級(jí)軟件，這其中包括M-System的TrueFFS驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等廠商所采用。 驅(qū)動(dòng)還用于對(duì)DiskOnChip產(chǎn)品進(jìn)行仿真和NAND閃存的管理，包括糾錯(cuò)、壞塊處理和損耗平衡。Nand Flash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)規(guī)則與數(shù)據(jù)讀寫(xiě)方法(一)貼子發(fā)表于：2010/1/12 9:38:11 歡迎參與調(diào)查 談到Nand

12、Flash的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，關(guān)于NAND Flash的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)方法方面的文章不多，這篇文章詳細(xì)講述了Nand Flash數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式和數(shù)據(jù)讀寫(xiě)方法，并用具體的芯片為例作了詳細(xì)的解釋。 NAND Flash 的數(shù)據(jù)是以bit 的方式保存在memory cell，一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)cell 中只能存儲(chǔ)一個(gè)bit。這些cell 以8 個(gè)或者16 個(gè)為單位，連成bit line，形成所謂的byte(x8)/word(x16)，這就是NAND Device 的位寬。這些Line 會(huì)再組成Page，(Nand Flash 有多種結(jié)構(gòu)，我使用的Nand Flash 是K9F1208,下面內(nèi)容針對(duì)三星的K9F120

13、8U0M)，每頁(yè)528Byte，每32 個(gè)page 形成一個(gè)Block， Sizeof(block)=16kByte 。1 block=16kbyte，512Mbit=64Mbyte，Numberof(block)=4096 1block=32page, 1page=528byte=512byte(Main Area)+16byte(Spare Area)Nand flash 以頁(yè)為單位讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，而以塊為單位擦除數(shù)據(jù)。按照這樣的組織方式可以形成所謂的三類地址： -Block Address - Page Address -Column Address 。對(duì)于NAND Flash 來(lái)講，地址和命

14、令只能在I/O7:0上傳遞，數(shù)據(jù)寬度是8 位。512byte需要9bit來(lái)表示，對(duì)于528byte系列的NAND，這512byte被分成1st half和2nd half,各自的訪問(wèn)由地址指針命令來(lái)選擇，A7:0就是所謂的column address。32 個(gè)page 需要5bit 來(lái)表示，占用A13:9，即該page 在塊內(nèi)的相對(duì)地址。Block的地址是由A14 以上的bit 來(lái)表示，例如512Mb 的NAND，共4096block，因此，需要12 個(gè)bit 來(lái)表示，即A25:14，如果是1Gbit 的528byte/page的NAND Flash，則block address用A26:24

15、表示。而page address就是blcok address|page address in block NAND Flash 的地址表示為： Block Address|Page Address in block|halfpage pointer|Column Address 地址傳送順序是Column Address,Page Address,Block Address。 由于地址只能在I/O7:0上傳遞，因此，必須采用移位的方式進(jìn)行。 例如，對(duì)于512Mbit x8 的NAND flash，地址范圍是00x3FF_FFFF，只要是這個(gè)范圍內(nèi)的數(shù)值表示的地址都是有效的。以NAND_ADD

16、R 為例：第1 步是傳遞column address，就是NAND_ADDR7:0，不需移位即可傳遞到I/O7:0上，而halfpage pointer 即bit8 是由操作指令決定的，即指令決定在哪個(gè)halfpage 上進(jìn)行讀寫(xiě)。而真正的bit8 的值是dont care 的。第2 步就是將NAND_ADDR 右移9 位，將NAND_ADDR16:9傳到I/O7:0上第3 步將NAND_ADDR24:17放到I/O 上第4 步需要將NAND_ADDR25放到I/O 上 因此，整個(gè)地址傳遞過(guò)程需要4 步才能完成，即4-step addressing。如果NAND Flash 的容量是256Mb

17、it 以下，那么，block adress 最高位只到bit24，因此尋址 只需要3 步。 下面，就x16 的NAND flash 器件稍微進(jìn)行一下說(shuō)明。 由于一個(gè)page 的main area 的容量為256word，仍相當(dāng)于512byte。但是，這個(gè)時(shí)候沒(méi)有所謂 的1st halfpage 和2nd halfpage 之分了，所以，bit8就變得沒(méi)有意義了，也就是這個(gè)時(shí)候 bit8 完全不用管，地址傳遞仍然和x8 器件相同。除了，這一點(diǎn)之外，x16 的NAND使用方法和 x8 的使用方法完全相同。正如硬盤(pán)的盤(pán)片被分為磁道，每個(gè)磁道又分為若干扇區(qū)，一塊nand flash也分為若干block

18、，每個(gè)block分為如干page。一般而言，block、page之間的關(guān)系隨著芯片的不同而不同，典型的分配是這樣的：1block = 32page1page = 512bytes(datafield) + 16bytes(oob)需要注意的是，對(duì)于flash的讀寫(xiě)都是以一個(gè)page開(kāi)始的，但是在讀寫(xiě)之前必須進(jìn)行flash的擦寫(xiě)，而擦寫(xiě)則是以一個(gè)block為單位的。同時(shí)必須提醒的是，512bytes理論上被分為1st half 和2sd half，每個(gè)half各占256個(gè)字節(jié)。我們討論的K9F1208U0B總共有4096 個(gè)Blocks，故我們可以知道這塊flash的容量為4096 *(32 *528)= 69206016 Bytes = 66 MB ；但事實(shí)上每個(gè)Page上的最后16Bytes是用于存貯檢驗(yàn)碼和其他信息用的，并不能存放實(shí)際的數(shù)據(jù)，所以實(shí)際上我們可以操作的芯片容量為4096 *(32 *512) = 67108864 Bytes = 64 MB由 上圖所示，1個(gè)Page總共由528 Bytes組成，這528個(gè)字節(jié)按順序