NAND FLASH的介面控制設計

Nand flash是flash儲存器的其中一種，Nand flash其內部採用非線性宏單元模式以及為固態大容量記憶體的實現提供了廉價有效的解決方案。 儲存器具有容量較大和改寫速度快等優點適用於大量資料的儲存，因而在業界得到了越來越廣泛的應用。NAND結構能提供極高的單元密度，可以達到高儲存密度，並且寫入和擦除的速度也很快。本篇文章儲存晶片供應商宇芯電子介紹關於NAND Flash 的儲存結構以及NAND Flash的介面控制設計。
 
NAND Flash 的儲存結構
 
大多數的NAND Flash都大同小異,所不同的只是該NAND Flash晶片的容量大小和讀寫速度等基本特性。
 
塊Block 是 NAND Flash 的擦除操作的基本/最小單位。頁是讀寫操作的基本單位。
 
每一個頁,對應還有一塊區域,叫做空閒區域/冗餘區域,而在 Linux系統中﹐一般叫做OOB(Out Of Band)[2]。這個區域最初基於NAND Flash 的硬體特性﹐資料在讀寫時候相對容易出錯﹐所以為了保證資料的正確性,必須要有對應的檢測和糾錯機制,此機制被叫做EDC /ECC。所以設計了多餘的區域﹐用於放置資料的校驗值。OOB的讀寫操作一般是隨著頁的操作一起完成的,即讀寫頁的時候,對應地就讀寫了OOB。OOB的主要用途:標記是否是壞塊﹐儲存ECC資料﹐儲存一些和檔案系統相關的資料。
 
NAND Flash的介面控制設計
 
由於NAND Flash只有8個I/O引腳,而且是複用的,既可以傳資料﹐也可以傳地址、命令。設計命令鎖存使能(Command Latch Enable，CLE)和地址鎖存使能( Ad-dress Latch Enable，ALE)，就是先要發一個CLE(或ALE)命令,告訴NAND Flash 的控制器一聲,下面要傳的圖1NAND Flash控制電路是命令(或地址)。這樣NAND Flash內部才能根據傳入的內容﹐進行對應的動作。相對於並口的NOR Flash 的48或52個引腳來說,大大減小了引腳數目,這樣封裝後的晶片體積小。同時減少了晶片介面﹐使用此晶片的相關的外圍電路會更簡化,避免了繁瑣的硬體連線。