NAND FLash基础概念介绍

时间 2019-11-17

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1、引脚介绍

引脚名称spa	引脚功能设计
CLEip	命令锁存功能内存
ALEci	地址锁存功能flash
/CEit	芯片使能table
/REclass	读使能循环
/WE	写使能
/WP	写保护
R/B	就绪/忙输出信号
Vcc	电源
Vss	地
N.C	不接
IO0~IO7	数据传输、命令、地址

1. 命令、地址、数据都经过8个I/O口传输

2. 写命令、地址、数据时，都需要将WE、CE信号同一时候拉低

3. 数据在WE信号的上升沿被NAND Flash锁存

4. 命令锁存信号CLE和地址锁存信号ALE用来分辨、锁存命令或地址

5. 在CLE上升沿，命令被锁存

6. 在ALE上升沿，地址被锁存

2、存储组织形式

1. NAND芯片内部分为die, plane,block, page

2. chip是指芯片，一个封装好的芯片就是一个chip

3. die是晶圆上的小方块，一个芯片里可能封装若干个die，由于flash的工艺不同，技术不同。由此产生了die

的概念。常见的有Mono Die，a Die。 b die等，一个chip包括N个die

4. plane是NAND能够依据读、写、擦除等命令进行操做的最小单位

一个plane就是一个存储矩阵。包括若干个Block

5. Block是NANDFlash的最小擦除单位，一个Block包括了若干个Page

6. Page是NANDFlash的最小读写单位。一个Page包括若干个Byte

OOB/Spare Area

每一个页，相应另外一块区域。叫作空暇区域（SpareArea）。在Linux系统中。通常叫作OOB（Out of Band）。

数据在读写的时候相对easy错误，因此为了保证数据的正确性。必须要有相应的检測和纠正机制，此机制叫作ECC/EDC，因此设计了多余的区域，用于存放数据的校验值。

OOB的读写是随着随着页的操做一块儿完毕的。

OOB的详细用途包含下面几个方面：

► 标记所处的block是否为坏块

► 存储ECC数据

► 存储一些和文件系统相关的数据。如jaffs2就会用到这些空间存储一些特定信息。而yaffs2文件系统。会在 oob中存放很是多和本身文件系统相关的信息

一个16G的NAND的存储结构大体例如如下：

一个16G的NANDFlash需要34位地址，而传输地址的IO口是8位的。所以需要5个循环来传输地址信息。

NAND Flash中的坏块

Nand Flash 中。一个块中含有1 个或多个位是坏的，就称为其为坏块Bad Block。坏块的稳定性是没法保证

的。也就是说，不能保证你写入的数据是对的。或者写入对了。读出来也不必定对的。与此相应的正常的块。确定

是写入读出都是正常的。

坏块有两种：

（1）出厂时就有存在的坏块：

一种是出厂的时候。也就是，你买到的新的，还没用过的Nand Flash，就可以包括了坏块。此类出厂时就有的坏块，被称做factory (masked) bad block 或initial bad/invalid block，在出厂以前，就会作相应的标记，

标为坏块。

（2）使用过程当中产生的坏块：

第二类叫作在使用过程当中产生的，由于使用过程时间长了，在擦块除的时候，出错了，说明此块坏了，也

要在程序执行过程当中，发现。并且标记成坏块的。详细标记的位置。和上面同样。这类块叫作worn-out

bad block。即用坏了的块。

SLC和MLC的实现机制

NANDFlash依照内部存储数据单元的电压的不一样层次。也就是单个内存单元中。是存储1位数据，仍是多位数据，可以分为SLC和MLC。

► SLC（Single Level Cell）

单个存储单元仅仅存储1位，表示1或0。

对于Nand Flash写入1，就是控制ExternalGate去充电。使得存储的电荷够多，超过阈值Vth，就表示1了。

而对于写入0。就是将其放电。电荷下降到小于Vth，就表示0了

► MLC（Multi Level Cell）

与SLC相应的，就是单个存储单元可以存储多个位。比方2位、4位等。

事实上现机制就是，经过控制内部电荷

的多少。分红多个阈值，从而储存为不一样的数据。

单个存储单元可以存储2位数据的，称做2的2次方 = 4 LevelCell