Nor和Nand flash介绍

军达成

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。

肖吉

想学习  就是有点看不懂

石家庄七星

学习一下，讲的还是比较详细了

wql174

介绍太详细了，以后多多发表哦！~

yI首简单歌

我也很是支持楼主，谢谢