NAND_FLASH_内存详解与读写寻址方式

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1、第一章绪论7-151.1课题来源7-81.2研究背景与意义8-141.2.1Flash介绍81.2.2NANDFlash介绍8-101.2.3NANDFlash与NORFlash比较10-131.2.4研究目的13-141.3论文章节安排14-15第二章NANDFlash结构与原理15-312.1NANDFlash种类15-172.1.1SLC152.1.2MLC15-172.2NANDFlash结构17-292.2.1NANDFlash结构17-222.2.2NANDFlash的主要流程22-292.2.

2、2.1读操作22-232.2.2.2页编程操作23-252.2.2.3块擦除操作25-262.2.2.4COPY-BACK编程26-272.2.2.5TwoPlane相关操作27-292.3小结29-31第三章NANDFlash动态坏块管理算法31-613.1NANDFlash坏块管理31-333.1.1坏块管理概念的提出31-323.1.2坏块管理的一般方法32-333.2NANDFlash动态坏块管理算法研究与实现33-563.2.1NANDFlash动态坏块管理设计思想33-353.2.2动态坏块管理

3、算法步骤流程及具体函数实现35-553.2.3动态坏块管理算法与一般坏块管理算法比较总结55-563.3损耗平衡56-583.3.1损耗平衡原理和使用意义56-573.3.2损耗平衡算法57-583.4垃圾回收机制58-61NANDFLASH内存详解与读写寻址方式一、内存详解NAND闪存阵列分为一系列128kB的区块(block)，这些区块是NAND器件中最小的可擦除实体。擦除一个区块就是把所有的位(bit)设置为"1"(而所有字节(byte)设置为FFh)。有必要通过编程，将已擦除的位从"1"变为"0"。

4、最小的编程实体是字节(byte)。一些NOR闪存能同时执行读写操作(见下图1)。虽然NAND不能同时执行读写操作，它可以采用称为"映射(shadowing)"的方法，在系统级实现这一点。这种方法在个人电脑上已经沿用多年，即将BIOS从速率较低的ROM加载到速率较高的RAM上。NAND的效率较高，是因为NAND串中没有金属触点。NAND闪存单元的大小比NOR要小(4F2：10F2)的原因，是NOR的每一个单元都需要独立的金属触点。NAND与硬盘驱动器类似，基于扇区(页)，适合于存储连续的数据，如图片、音频或个

5、人电脑数据。虽然通过把数据映射到RAM上，能在系统级实现随机存取，但是，这样做需要额外的RAM存储空间。此外，跟硬盘一样，NAND器件存在坏的扇区，需要纠错码(ECC)来维持数据的完整性。存储单元面积越小，裸片的面积也就越小。在这种情况下，NAND就能够为当今的低成本消费市场提供存储容量更大的闪存产品。NAND闪存用于几乎所有可擦除的存储卡。NAND的复用接口为所有最新的器件和密度都提供了一种相似的引脚输出。这种引脚输出使得设计工程师无须改变电路板的硬件设计，就能从更小的密度移植到更大密度的设计上。NAND

6、与NOR闪存比较NAND闪存的优点在于写(编程)和擦除操作的速率快，而NOR的优点是具有随机存取和对字节执行写(编程)操作的能力(见下图图2)。NOR的随机存取能力支持直接代码执行(XiP)，而这是嵌入式应用经常需要的一个功能。NAND的缺点是随机存取的速率慢，NOR的缺点是受到读和擦除速度慢的性能制约。NAND较适合于存储文件。如今，越来越多的处理器具备直接NAND接口，并能直接从NAND(没有NOR)导入数据。NAND的真正好处是编程速度快、擦除时间短。NAND支持速率超过5Mbps的持续写操作，其区块

7、擦除时间短至2ms，而NOR是750ms。显然，NAND在某些方面具有绝对优势。然而，它不太适合于直接随机存取。对于16位的器件，NOR闪存大约需要41个I/O引脚；相对而言，NAND器件仅需24个引脚。NAND器件能够复用指令、地址和数据总线，从而节省了引脚数量。复用接口的一项好处，就在于能够利用同样的硬件设计和电路板，支持较大的NAND器件。由于普通的TSOP-1封装已经沿用多年，该功能让客户能够把较高密度的NAND器件移植到相同的电路板上。NAND器件的另外一个好处显然是其封装选项：NAND提供一种厚

8、膜的2Gb裸片或能够支持最多四颗堆叠裸片，容许在相同的TSOP-1封装中堆叠一个8Gb的器件。这就使得一种封装和接口能够在将来支持较高的密度。图2NOR闪存的随机存取时间为0.12ms，而NAND闪存的第一字节随机存取速度要慢得多NOR闪存的随机存取时间为0.12ms，而NAND闪存的第一字节随机存取速度要慢得多NAND基本操作以2GbNAND器件为例，它由2048个区块组成，每个区块有64个页（见下图）：每一个