NAND FLash基礎概念介紹，nandflash基礎概念

NAND FLash基礎概念介紹，nandflash基礎概念

一、引腳介紹

引腳名稱	引腳功能
CLE	命令鎖存功能
ALE	地址鎖存功能
/CE	晶片使能
/RE	讀使能
/WE	寫使能
/WP	防寫保護
R/B	就緒/忙輸出訊號
Vcc	電源
Vss	地
N.C	不接
IO0~IO7	傳輸資料、命令、地址

    1. 命令、地址、資料都通過8個I/O口傳輸    2. 寫命令、地址、資料時，都需要將WE、CE訊號同時拉低    3. 資料在WE訊號的上升沿被NAND Flash鎖存    4. 命令鎖存訊號CLE和地址鎖存訊號ALE用來分辨、鎖存命令或地址    5. 在CLE上升沿，命令被鎖存    6. 在ALE上升沿，地址被鎖存

二、儲存群組織形式

    1. NAND晶片內部分為die, plane,block, page    2. chip是指晶片，一個封裝好的晶片就是一個chip    3. die是晶圓上的小方塊，一個晶片裡可能封裝若干個die，由於flash的工藝不一樣，技術不一樣，由此產生了die        的概念，常見的有Mono Die，a Die， b die等，一個chip包含N個die    4. plane是NAND能夠根據讀、寫、擦除等命令進行操作的最小單位

        一個plane就是一個儲存矩陣，包含若干個Block

    5.  Block是NANDFlash的最小擦除單位，一個Block包含了若干個Page    6.  Page是NANDFlash的最小讀寫單位，一個Page包含若干個Byte

OOB/Spare Area

          每一個頁，對應還有一塊地區，叫做空閑地區（SpareArea）。在Linux系統中，一般叫做OOB（Out of Band）。

         資料在讀寫的時候相對容易錯誤，所以為了保證資料的正確性，必須要有對應的檢測和糾正機制，此機制叫做ECC/EDC，所以設計了多餘的地區，用於存放資料的校正值。

          OOB的讀寫是隨著隨著頁的操作一起完成的。

          OOB的具體用途包括以下幾個方面：

          ► 標記所處的block是否為壞塊

          ► 儲存ECC資料

          ► 儲存一些和檔案系統相關的資料。如jaffs2就會用到這些空間儲存一些特定資訊，而yaffs2檔案系統，會在                    oob中存放很多和自己檔案系統相關的資訊

一個16G的NAND的儲存結構大致如下：

一個16G的NANDFlash需要34位地址，而傳輸地址的IO口是8位的，因此需要5個迴圈來傳輸地址資訊。

NAND Flash中的壞塊

           Nand Flash 中，一個塊中含有1 個或多個位是壞的，就稱為其為壞塊Bad Block。壞塊的穩定性是無法保證

    的，也就是說，不能保證你寫入的資料是對的，或者寫入對了，讀出來也不一定對的。與此對應的正常的塊，肯定

    是寫入讀出都是正常的。

           壞塊有兩種：

          （1）出廠時就有存在的壞塊：

                   一種是出廠的時候，也就是，你買到的新的，還沒用過的Nand Flash，就可以包含了壞塊。此類出廠時就             有的壞塊，被稱作factory (masked) bad block 或initial bad/invalid block，在出廠之前，就會做對應的標記，

            標為壞塊。

           （2） 使用過程中產生的壞塊：

                   第二類叫做在使用過程中產生的，由於使用過程時間長了，在擦塊除的時候，出錯了，說明此塊壞了，也

             要在程式運行過程中，發現，並且標記成壞塊的。具體標記的位置，和上面一樣。這類塊叫做worn-out 

             bad block。即用壞了的塊。

SLC和MLC的實現機制

           NANDFlash按照內部儲存資料單元的電壓的不同層次，也就是單個記憶體單元中，是儲存1位元據，還是多位元        據，可以分為SLC和MLC。

           ► SLC（Single Level Cell）

               單個儲存單元只儲存1位，表示1或0。

               對於Nand Flash寫入1，就是控制ExternalGate去充電，使得儲存的電荷夠多，超過閾值Vth，就表示1了。

               而對於寫入0，就是將其放電，電荷減少到小於Vth，就表示0了

           ► MLC（Multi Level Cell）

               與SLC對應的，就是單個儲存單元可以儲存多個位，比如2位、4位等。其實現機制就是，通過控制內部電荷

               的多少，分成多個閾值，從而儲存為不同的資料。

               單個儲存單元可以儲存2位元據的，稱作2的2次方 = 4 LevelCell

Nand flash基本知識

nand flash 原理簡介【轉】Fisrt part ：
NAND flash和NOR flash的不同NOR flash採用位讀寫，因為它具有sram的介面，有足夠的引腳來定址，可以很容易的存取其內部的每一個位元組。NAND flash使用複雜的I/O口來穿行地存取資料。8個引腳用來傳送控制、地址和資料資訊。NAND的讀和寫單位為512Byte的頁，擦寫單位為32頁的塊。
● NOR的讀速度比NAND稍快一些。
　　● NAND的寫入速度比NOR快很多。
　　● NAND的4ms擦除速度遠比NOR的5s快。
　　● 大多數寫入操作需要先進行擦除操作。
　　● NAND的擦除單元更小，相應的擦除電路更少。
在NOR器件上運行代碼不需要任何的軟體支援，在NAND器件上進行同樣操作時，通常需要驅動程式，也就是記憶體技術驅動程式(MTD)，NAND和NOR器件在進行寫入和擦除操作時都需要MTD。
---------摘抄自網上流傳很廣的《NAND 和 NOR flash的區別》Second part：
NAND Flash結構與驅動分析一、NAND flash的物理組成
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，(NAND Flash 有多種結構，我使用的NAND Flash 是K9F1208,下面內容針對三星的K9F1208U0M)，每頁528Bytes(512byte(Main Area)+16byte(Spare Area))，每32個page形成一個Block(32*528B)。具體一片flash上有多少個Block視需要所定。我所使用的三星k9f1208U0M具有4096個block，故總容量為4096*（32*528B）=66MB，但是其中的2MB是用來儲存ECC校正碼等額外資料的，故實際中可使用的為64MB。
NAND flash以頁為單位讀寫資料，而以塊為單位擦除資料。按照這樣的組織方式可以形成所謂的三類地址：
Column Address：Starting Address of the Register. 翻成中文為列地址，地址的低8位
Page Address ：頁地址
Block Address ：塊地址
對於NAND Flash來講，地址和命令只能在I/O[7:0]上傳遞，資料寬度是8位。二、NAND Flash地址的表示
512byte需要9bit來表示，對於528byte系列的NAND，這512byte被分成1st half Page Register和2nd half Page Register，各自的訪問由地址指標命令來選擇，A[7:0]就是所謂的column address（列地址），在進行擦除操作時不需要它，why？因為以塊為單位擦除。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。A8這一位地址被用來設定512byte的1st half page還是2nd half page，0表示1st，1表示2nd。Block的地址是由A14以上的bit來表示。
例如64MB（512Mb）的NAND flash（實際中由於存在spare area,故都大於這個值），共4096block，因此，需要12個bit來表示，即......餘下全文>>
 
有關NAND flash 的壞區定義與容量定義

廠家所說的4G指的是4 000 000 000位元組，是按1000進位計算的，而電腦是按照1024進位計算的，所以標稱為4G的NAND Flash理論容量是4 000 000 000 / 1024 / 1024 / 1024 = 3.72529G。再扣掉Mp4自身的系統軟體所佔的空間和檔案系統所佔的空間，剩餘3.54G可用空間是正常的。
至於說你的Flash有壞區，大可不必擔心。所有的Flash都有壞區，只要起始地址沒壞，Flash就可以正常使用。儲存區如果有損壞，是會被自行替換的，無需使用者參與。
至於其它容量的Flash，按照相同的演算法，都可以算出相應的理論容量。