二．NAND FLASH
NAND FLASH 在对大容量的数据存储需求中日益开展，到如今，一切的数码相机、大都ＭＰ３播放器、各种类型的Ｕ盘、许多PDA里边都有NAND FLASH的身影。
1. Flash的简介
NOR Flash：
u 程序和数据可寄存在同一片芯片上，具有独立的数据总线和地址总线，能快速随机地读取，答应体系直接从Flash中读替代码履行，而无需先将代码下载至ＲＡＭ中再履行
u 能够单字节或单字编程，但不能单字节擦除，有必要以块为单位或对整片履行擦除操作，在对存储器进行编程之前需求对块或整片进行预编程和擦除操作。
NAND FLASH
u 以页为单位进行读写操作，1页为256B或512B；以块为单位进行擦除操作，1块为4KB、8KB或16KB。具有快编程和快擦除的功用
u 数据、地址选用同一总线，完结串行读取。随机读取速度慢且不能按字节随机编程
u 芯片尺度小，引脚少，是位本钱（bit cost）最低的固态存储器
u 芯片存储位过错率较高，引荐运用 ECC校验，并包含有冗余块，其数目大约占1%，当某个存储块产生过错后能够进行标示，并以冗余块替代
u Samsung、TOSHIBA和Fujistu三家公司支撑选用NAND技能NAND Flash。现在，Samsung公司推出的最大存储容量可达8Gbit。NAND 首要作为SmartMedia卡、Compact Flash卡、PCMCIA ATA卡、固态盘的存储介质，并正成为Flash磁盘技能的中心。
2. NAND FLASH 和NOR FLASH 的比较
1) 功能比较
flash闪存对错易失存储器，能够对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器材的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行，所以大大都情况下，在进行写入操作之前有必要先履行擦除。NAND器材履行擦除操作是十分简略的，而NOR则要求在进行擦除前先要将方针块内一切的位都写为0。
因为擦除NOR器材时是以64～128KB的块进行的，履行一个写入/擦除操作的时刻为5s，与此相反，擦除NAND器材是以8～32KB的块进行的，履行相同的操作最多只需求4ms。
履行擦除时块尺度的不同进一步拉大了NOR和NADN之间的功能距离，核算标明，关于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时)，更多的擦除操作有必要在根据NOR的单元中进行。这样，当挑选存储处理计划时，规划师有必要权衡以下的各项要素。
● NOR的读速度比NAND稍快一些。
● NAND的写入速度比NOR快许多。
● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。
● 大大都写入操作需求先进行擦除操作。
● NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。
2) 接口不同
NOR flash带有SRAM接口，有满足的地址引脚来寻址，能够很简单地存取其内部的每一个字节。
NAND器材运用杂乱的I/O口来串行地存取数据，共用8位总线（各个产品或厂商的办法或许各不相同）。8个引脚用来传送操控、地址和数据信息。NAND读和写操作选用512字节的页和32KB的块为单位，这一点有点像硬盘办理此类操作，很自然地，根据NAND的存储器就能够替代硬盘或其他块设备。
3) 容量和本钱
NAND flash的单元尺度几乎是NOR器材的一半，因为生产过程更为简略，NAND结构能够在给定的模具尺度内供给更高的容量，也就相应地降低了价格，大约只要NOR的十分之一。
NOR flash占有了容量为1～16MB闪存商场的大部分，而NAND flash仅仅用在8～128MB的产品傍边，这也阐明NOR首要应用在代码存储介质中，NAND适合于数据存储，NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存储卡商场上所占比例最大。
4) 可靠性和耐用性
选用flahs介质时一个需求要点考虑的问题是可靠性。关于需求扩展MTBF的体系来说，Flash对错常适宜的存储计划。能够从寿数(耐用性)、位交流和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可靠性。
在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR的擦写次数是十万次。NAND存储器除了具有10比1的块擦除周期优势，典型的NAND块尺度要比NOR器材小8倍，每个NAND存储器块在给定的时刻内的删去次数要少一些。
5) 位交流（过错率）
一切flash器材都受位交流现象的困扰。在某些情况下(很少见，NAND产生的次数要比NOR多)，一个比特位会产生回转或被陈述回转了。一位的改变或许不很显着，可是假如产生在一个要害文件上，这个小小的毛病或许导致体系停机。假如仅仅陈述有问题，多读几回就或许处理了。当然，假如这个位真的改变了，就有必要选用过错勘探/过错更正(EDC/ECC)算法。位回转的问题更多见于NAND闪存，NAND的供货商主张运用NAND闪存的时分，一起运用EDC/ECC算法。
这个问题关于用NAND存储多媒体信息时倒不是丧命的。当然，假如用本地存储设备来存储操作体系、装备文件或其他灵敏信息时，有必要运用EDC/ECC体系以保证可靠性。
6) 坏块处理
NAND器材中的坏块是随机散布的。曾经也曾有过消除坏块的尽力，但发现成品率太低，价值太高，底子不划算。NAND器材需求对介质进行初始化扫描以发现坏块，并将坏块符号为不可用。现在的FLSAH一般都供给冗余块来替代坏块如发现某个块的数据产生过错（ECC校验），则将该块标示成坏块，并以冗余块替代。这导致了在NAND Flash 中，一般都需求对坏块进行编号办理，让每一个块都有自己的逻辑地址。
7) 易于运用
能够十分直接地运用根据NOR的闪存，能够像其他存储器那样衔接，并能够在上面直接运转代码。因为需求I/O接口，NAND要杂乱得多。各种NAND器材的存取办法因厂家而异。在运用NAND器材时，有必要先写入驱动程序，才干持续履行其他操作。向NAND器材写入信息需求适当的技巧，因为规划师绝不能向坏块写入，这就意味着在NAND器材上从头到尾都有必要进行虚拟映射。
8) 软件支撑
当评论软件支撑的时分，应该差异根本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘仿真和闪存办理算法的软件，包含功能优化。在NOR器材上运转代码不需求任何的软件支撑，在NAND器材进步行相同操作时，一般需求驱动程序，也便是内存技能驱动程序(MTD)，NAND和NOR器材在进行写入和擦除操作时都需求MTD。运用NOR器材时所需求的MTD要相对少一些，许多厂商都供给用于NOR器材的更高档软件，这其间包含M-System的TrueFFS驱动，该驱动被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等厂商所选用。驱动还用于对DiskOnChip产品进行仿真和NAND闪存的办理，包含纠错、坏块处理和损耗平衡。
在掌上电脑里要运用NAND FLASH 存储数据和程序，可是有必要有NOR FLASH来发动。除了SAMSUNG处理器，其他用在掌上电脑的干流处理器还不支撑直接由NAND FLASH 发动程序。因而，有必要先用一片小的NOR FLASH 发动机器，在把OS等软件从NAND FLASH 载入SDRAM中运转才行。
9) 首要供货商
NOR FLASH的首要供货商是INTEL ,MICRO等厂商，曾经是FLASH的干流产品，但现在被NANDFLASH挤的比较难过。它的长处是能够直接从FLASH中运转程序，可是工艺杂乱，价格比较贵。
NAND FLASH的首要供货商是SAMSUNG和东芝，在U盘、各种存储卡、MP3播放器里边的都是这种FLASH，因为工艺上的不同，它比NORFLASH具有更大存储容量，并且廉价。但也有缺点，便是无法寻址直接运转程序，只能存储数据。别的NAND FLASH十分简单呈现坏区，所以需求有校验的算法。
3．NAND Flash的硬件规划
NAND FLASH是选用与非门结构技能的非易失存储器，有8位和16位两种组织形式，下面以8位的NAND FLASH进行评论。
1) 接口信号
与NOR Flash相比较，其数据线宽度只要8bit，没有地址总线，I/O接口可用于操控指令和地址的输入，也可用于数据的输入和输出，多了CLE和ALE来区别总线上的数据类别。
信号
类型
描绘
CLE
O
指令锁存使能
ALE
O
地址锁存使能
nFCE
O
NAND Flash片选
NFRE
O
NAND Flash读使能
nFWE
O
NAND Flash写使能
NCON
I
NAND Flash装备
R/nB
I
NAND Flash Ready/Busy
2) 地址结构
NAND FLASH首要以页（page）为单位进行读写，以块(block)为单位进行擦除。FLASH页的巨细和块的巨细因不同类型块结构而不同，块结构有两种：小块（图7）和大块（图8），小块NAND FLASH包含32个页，每页512+16字节；大块NAND FLASH包含64页，每页2048+64字节。
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图7 小块类型NAND FLASH
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图8 大块类型NAND FLASH
其间，512B（或1024B）用于寄存数据，16B（64B）用于寄存其他信息（包含：块好坏的符号、块的逻辑地址、页内数据的ECC校验和等）。NAND设备的随机读取得功率很低，一般以页为单位进行读操作。体系在每次读一页后会核算其校验和，并和存储在页内的冗余的16B内的校验和做比较，以此来判别读出的数据是否正确。
大块和小块NAND FLASH都有与页巨细相同的页寄存器，用于数据缓存。当读数据时，先从NAND FLASH内存单元把数据读到页寄存器，外部经过拜访NAND FLASH I/O端口取得页寄存器中数据（地址主动累加）；当写数据时，外部经过NAND FLASH I/O端口输入的数据首要缓存在页寄存器，写指令宣布后才写入到内存单元中。
3) 接口电路规划（以下以2410和K9F1208U为例）
2410处理器具有专门针对 NAND设备的接口，能够很方便地和NAND设备对接，如图9所示。尽管NAND设备的接口比较简略，简单接到体系总线上，但2410处理器针对NAND设备还集成了硬件ECC校验，这将大大提高NAND设备的读写功率。当没有处理器的ECC支撑时，就需求由软件来完结ECC校验，这将耗费很多的CPU资源，使读写速度下降。
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图9 S3C2410与NAND FLASH接口电路示意图
3．NAND FLASH 的软件编写和调试
NAND设备的软件调试一般分为以下几个过程：设置相关寄存器、NAND 设备的初始化、NAND设备的辨认、NAND设备的读擦写（带ECC校验 ）
NAND设备的操作都是需求经过指令来完结，不同厂家的指令稍有不同，以下一Samsung公司的K9F1208U0M指令表为例介绍NAND设备的软件编写。
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表2 K9F1208U0M Comm
