開發筆記-NAND Flash Addressing Mode

很早時候寫的，拿來先湊個數。

NAND Flash的定址方式和NAND Flash的memory組織方式緊密相關。NAND Flash的資料是以
bit的方式儲存在memory cell，一般來說，一個cell中只能儲存一個bit。這些cell以8個
或者16個為單位，連成bit line，形成所謂的byte(x8)/word(x16)，這就是NAND Device的
位寬。
這些Line會再組成Page，通常是528Byte/page或者264Word/page。然後，每32個page形成
一個Block，Sizeof(block)=16kByte
Block是NAND Flash中最大的操作單元，擦除就是按照block為單位完成的，而
編程/讀取是按照page為單位完成的。
所以，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
首先，必須清楚一點，對於NAND Flash來講，地址和命令只能在I/O[7:0]上傳遞，資料寬度
可以是8位或者16位，但是，對於x16的NAND Device，I/O[15:8]只用於傳遞資料。清楚了這
一點，我們就可以開始分析NAND Flash的定址方式了。
->以528Byte/page 總容量512Mbit+512kbyte的NAND器件為例：
 因為1 block=16kbyte，512Mbit=64Mbyte，Numberof(block)=1024
 1block=32page, 1page=528byte=512byte(Main Area)+16byte(Spare Area)
使用者資料儲存在main area中。
512byte需要9bit來表示，對於528byte系列的NAND，這512byte被分成1st half和2nd half,
各自的訪問由所謂的pointer operation命令來選擇，也就是選擇了bit8的高低。因此A8就是
halfpage pointer（這是我給出的一個名字），A[7:0]就是所謂的column address。
32個page需要5bit來表示，佔用A[13:9]，即該page在塊內的相對位址
Block的地址是由A14以上的bit來表示，例如512Mb的NAND，共4096block，因此，需要12個bit
來表示，即A[25:14]，如果是1Gbit的528byte/page的NAND Flash，則block address用
A[26:24]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。
由於地址只能在I/O[7:0]上傳遞，因此，必須採用移位的方式進行。
例如，對於512Mbit x8的NAND flash，位址範圍是0~0x3FF_FFFF，只要是這個範圍內的數值
表示的地址都是有效。
以NAND_ADDR為例：
第1步是傳遞column address，就是NAND_ADDR[7:0]，不需移位即可傳遞到I/O[7:0]上
而halfpage pointer即bit8是由操作指令決定的，即指令決定在哪個halfpage上進行讀寫，
而真正的bit8的值是don't care的。
第2步就是將NAND_ADDR右移9位，將NAND_ADDR[16:9]傳到I/O[7:0]上
第3步將NAND_ADDR[24:17]放到I/O上
第4步需要將NAND_ADDR[25]放到I/O上
因此，整個地址傳遞過程需要4步才能完成，即4-step addressing。
如果NAND Flash的容量是256Mbit以下，那麼，block adress最高位只到bit24，因此定址
只需要3步。

下面，就x16的NAND flash器件稍微進行一下說明。
由於一個page的main area的容量為256word，仍相當於512byte。但是，這個時候沒有所謂
的1st halfpage和2nd halfpage之分了，所以，bit8就變得沒有意義了，也就是這個時候
bit8完全不用管，地址傳遞仍然和x8器件相同。除了，這一點之外，x16的NAND使用方法和
x8的使用方法完全相同。

Written on Mar 17,2004
轉載請註明作者和出處。