NAND FLASH扇區管理

 首先需要瞭解NAND FLASH的結構。

      

       以鎂光MT29F4G08BxB Nand Flash為例，這款Flash（如）以4個扇區（sector）組成1個頁（page），64個頁(page)組成1個塊（block），4096個塊(block)構成整個Flash儲存空間；由於每個扇區的容量是512 位元組（bytes)，整個Flash容量為4224M Bit（相當於528M位元組），去掉備用地區用於存放ECC資料校正16M（虛線部分），就是這個片子的容量512M位元組。其他型號的Flash也是同樣由扇區組成頁、由頁組成塊、塊組成整個存放裝置，只是扇區、頁、塊的數量多少有區別而已。

      在Flash的生產製造過程中，由於生產工藝的缺陷，很容易在Flash中產生不能使用的壞地區，如果在隨身碟中要使用這樣的Flash，就必須使用所謂的“量產工具”；隨身碟量產工具其實就是一種集壞地區掃描和Flash管理系統裝載於一身的工具。常規隨身碟主控的掃描是以塊為單位，掃描即往每一個塊裡寫入資料，然後將讀出的資料與寫入的資料比較，如果資料有誤則把該塊標為“壞塊”。掃描完成後就是將Flash管理系統裝載到Flash裡面，Flash管理系統就會利用掃描產生的壞塊表對整個Flash進行讀寫管理，這樣就完成了整個量產動作，隨身碟也就可以正常使用了。所以隨身碟顯示的容量與實際所用的Flash容量差異來源於不能儲存資訊的壞塊和Flash管理系統的佔用塊。壞塊越多，做出的隨身碟容量越低；而Flash管理系統佔用的塊是沒有辦法避免，就像我們的電腦安裝作業系統要佔用硬碟空間一樣。

      當然這裡還涉及到一個ECC錯誤修正能力的問題，假設對這個Flash進行掃描的定義的ECC錯誤修正能力為1bit，只有資料出現超過1bit錯誤的塊才會被標記為壞塊。這個時候需要區分塊錯誤修正和扇區錯誤修正的差別，假設任何一個塊裡有任何一個扇區（512bytes）存在超出1bit的錯誤，常規主控在掃描的時候就會判斷整個塊為壞地區，這樣將損失整個塊128Kbytes的容量；但是當使用扇區錯誤修正的主控時，同樣1bit ECC錯誤修正，他會直接去判斷這個塊裡哪些是超出1bit錯誤的扇區，從而將其剔除，損失的只是每個真正有錯誤扇區的512bytes容量，從而保留了其餘沒有錯誤的扇區，這樣Flash的利用率可以得到極大的提高。