请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

PC3000 军达成数据恢复论坛

 找回密码
 立即注册
查看: 3739|回复: 3

Nor和Nand flash介绍 [复制链接]

管理员

军达成网站技术

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

  • TA的每日心情
    慵懒
    2013-7-7 17:56:22
  • 签到天数: 5 天

    [LV.2]偶尔看看I

    金钱
    2035
    元宝
    994490
    专业度
    8659

    最佳新人

    发表于 2011-12-22 11:03:20 |显示全部楼层
    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NAND 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。   
    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,不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高,在1~4MB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。

    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NAND 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。   
    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,不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高,在1~4MB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。
    NOR与NAND的区别
    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 先要将目标块内所有的位都写为1。   由于擦除NOR器件时是以64~128KB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8~32KB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NAND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的擦除速度远比NOR快。   
    ● NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更加简单。   
    ● NAND的实际应用方式要比NOR复杂的多。   
    ● NOR可以直接使用,并在上面直接运行代码,而NAND需要I/O接口,因此使用时需要驱动。
    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。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,不必再把代码读到系统RAM中。   
    NOR的传输效率很高,在1~4MB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的管理需要特殊的系统接口。
    NAND特点
    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。   NOR flash占据了容量为1~16MB闪存市场的大部分,而NAND flash只是用在8~128M B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M MC存储卡市场上所占份额最大。
    物理构成
      NAND Flash 的数据是以bit的方式保存在memory cell,一般来说,一个cell 中只能存储一个bit。这些cell 以8个或者16个为单位,连成bit line,形成所谓的byte(x8)/word(x16),这就是NAND Device的位宽。这些Line会再组成Page,(NAND Flash 有多种结构,我使用的NAND Flash 是K9F1208,下面内容针对三星的K9F1208U0M),每页528Bytes(512byte(Main Area)+16byte(Spare Area)),每32个page形成一个Block(32*528B)。具体一片flash上有多少个Block视需要所定。我所使用的三星k9f1208U0M具有4096个block,故总容量为4096*(32*528B)=66MB,但是其中的2MB是用来保存ECC校验码等额外数据的,故实际中可使用的为64MB。   NAND flash以页为单位读写数据,而以块为单位擦除数据。按照这样的组织方式可以形成所谓的三类地址:   Column Address:Starting Address of the Register. 翻成中文为列地址,地址的低8位Page Address :页地址   Block Address :块地址   对于NAND Flash来讲,地址和命令只能在I/O[7:0]上传递,数据宽度是8位。
    可靠耐用性
    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。
    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/ECC)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。   
    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。
    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。(纠正一点:NOR擦除时,是全部写1,不是写0,而且,NOR FLASH SECTOR擦除时间视品牌、 大小不同而不同,比如,4M FLASH,有的SECTOR擦除时间为60ms,而有的需要最大6S。)NOR FLASH的主要供应商是INTEL ,MICRO等厂商,曾经是FLASH的主流产品,但现在被 NAND FLASH挤的比较难受。它的优点是可以直接从FLASH中运行程序,但是工艺复杂,价格比 较贵。   
    NAND FLASH的主要供应商是SAMSUNG和东芝,在U盘、各种存储卡、MP3播放器里面的都是这种 FLASH,由于工艺上的不同,它比NOR FLASH拥有更大存储容量,而且便宜。但也有缺点,就是无法寻址直接运行程序,只能存储数据。另外NAND FLASH 非常容易出现坏区,所以需要有校验的算法。   
    在掌上电脑里要使用NAND FLASH 存储数据和程序,但是必须有NOR FLASH来启动。除了SAMSUNG处理器,其他用在掌上电脑的主流处理器还不支持直接由NAND FLASH 启动程序。因此,必须先用一片小的NOR FLASH 启动机器,在把OS等软件从NAND FLASH 载入SDRAM中运行才行,挺麻烦的。
    相关信息
      NAND型闪存以块为单位进行擦除操作。闪存的写入操作必须在空白区域进行,如果目标区域已经有数据,必须先擦除后写入,因此擦除操作是闪存的基本操作。而SRAM (Static RAM,静态随机存储器) - 此类静态RAM的运行速度非常快,也非常昂贵,其体积相对来说也比较大。今天我们常说的CPU内的一级、二级缓存就是使用了此SRAM。英特尔的 Pentium III Coppermine CPU中结合有256KB的全速二级缓存,这实际上就是一种SRAM。非常不幸得就是 此种SRAM与其"伙伴"DRAM相比非常地昂贵,因此在CPU内只能使用少量的SRAM,以降低处理器的生产成本;不过由于SRAM的特点---高速 度,因此对提高系统性能非常有帮助。处理器内的一级缓存,其运行频率与CPU的时钟同步;而二级缓存可以整合在CPU中,也可以位于如一些Slot-1 CPU的边上。

    使用道具 举报

    Rank: 6Rank: 6

    该用户从未签到

    金钱
    1
    元宝
    1948
    专业度
    5
    发表于 2011-12-23 09:44:37 |显示全部楼层
    本帖最后由 军达成技术支持1 于 2015-10-8 23:44 编辑

    想学习  就是有点看不懂


    使用道具 举报

    论坛元老

    专业数据恢复

    Rank: 8Rank: 8

  • TA的每日心情
    开心
    2014-3-10 08:36:58
  • 签到天数: 21 天

    [LV.4]偶尔看看III

    金钱
    300
    元宝
    4106
    专业度
    300

    最佳新人

    发表于 2011-12-26 12:36:36 |显示全部楼层
    本帖最后由 军达成技术支持1 于 2015-10-8 23:45 编辑

    学习一下,讲的还是比较详细了


    使用道具 举报

    Rank: 2

    该用户从未签到

    金钱
    0
    元宝
    116
    专业度
    0
    发表于 2012-8-7 12:08:34 |显示全部楼层
    本帖最后由 军达成技术支持1 于 2015-10-8 23:45 编辑

    介绍太详细了,以后多多发表哦!~


    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

    Archiver|手机版|PC3000 数据恢复 ( 京ICP备09023376号-1 )

    GMT+8, 2019-7-23 05:33 , Processed in 2.497895 second(s), 16 queries .

    Powered by Discuz! X2

    © 2001-2011 Comsenz Inc.

    回顶部