NAND Flash 控制器

Posted 2022-04-15 tuhooo

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了NAND Flash 控制器相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

目标：

了解 NAND Flash 芯片的接口
掌握通过 NAND Flash 控制器访问 NAND Flash 的方法

NAND Flash 介绍和 NAND Flash 控制器使用

NAND Flash 在嵌入式系统中的地位与 PC 上的硬盘类似，用于保存：

系统运行所必须的操作系统
应用程序
用户数据
运行过程中产生的各类数据

Flash 介绍

常用的 Flash 类型有 NOR Flash 和 NAND Flash 两种。

两者的差别如下：

技术图片

NOR Flash 支持 XIP，即代码可以直接在 NOR Flash 上执行，无需复制到内存中。

这是由于 NOR Flash 的接口与 RAM 完全相同，可以随机访问任意地址的数据。

在 NOR Flash 上进行读操作的效率非常高，但是曹处和写操作的效率很低；另外，NOR Flash 的容量一般比较小。

NAND Flash 进行擦除和写操作的效率更高，并且容量更大。

一般而言，NOR Flash 用于存储程序，NAND Flash 用于存储数据。

基于 NAND Flash 的设备通常也要搭配 NOR Flash 以存储程序。

Flash 存储器件由擦除单元（也成为块）组成，当要写入某个块时，需要确保这个块已经被擦除。

NOR Flash 的块大小范围为 64KB~128KB；NAND Flash 的块大小范围为 8KB~64KB，擦/写一个 NOR Flash 块需要 4s，而擦写一个 NAND Flash 块仅需 2ms。

NOR Flash 的块太大，不仅增加了擦写时间，而且对于给定的写操作，NOR Flash 也需要更多的擦除操作——特别是小文件，比如一个文件只有 1KB，但是为了保存它却需要擦除大小为 64KB~128KB 的 NOR Flash 块。

NOR Flash 的接口与 RAM 完全相同，可以随意访问任意地址的数据。

而 NAND Flash 的接口仅仅包含几个 I/O 引脚，需要串行地访问。NAND Flash 一般以 512 字节为单位进行读写。

这使得 NOR Flash 适合于运行程序，而 NAND Flash 更适合于存储数据。

容量相同的情况下，NAND Flash 的体积更小，对于空间有严格要求的系统，NAND Flash 可以节省更多的空间。

市场上 NOR Flash 的容量通常为 1MB~4MB（也有 32MB 的 NOR Flash），NAND Flash 的容量为 8MB~512MB。

容量差别也使得 NOR Flash 多用于存储程序，NAND Flash 多用于存储数据。

对于 Flash 存储器件的可靠性需要考虑 3 点：位反转、坏块和可擦除次数。

所有 Flash 器件都遭遇位反转的问题：由于 Flash 固有的电器特性，在读写数据的过程中，偶然会产生一位或几位数据错误（这种概率很低），而 NAND Flash 出的概率远大于 NOR Flash。

当位反转发生在关键的代码、数据上时，有可能导致系统崩溃。

当仅仅是报告位反转，重新读取即可；如果确实发生了位反转，则必须有相应的错误检测/恢复措施。

在 NAND Flash 上发生位反转的概率更高，推荐使用 EDC/ECC 进行错误检测和恢复。NAND Flash 上面会有坏块随机分布，在使用前需要将坏块扫描出来，确保不再使用它们，否则会使产品含有严重的故障。NAND Flash 每块的可擦除次数通常在 100000 次左右，是 NOR Flash 的 10 倍。

另外，因为 NAND Flash 的块大小通常是 NOR Flash 的 1/8，所以 NAND Flash 的寿命远远超过 NOR Flash。

嵌入式 Linux 对 NOR、NAND Flash 的软件支持都很成熟。

在 NOR Flash 上常使用 jffs2 文件系统，而在 NAND Flash 上常用 yaffs 文件系统。

在更底层，有 MTD 驱动程序实现对它们的读、写、擦除操作，它也实现了 EDC/ECC 校验。

我擦，概念讲了一堆啊！！！