Nand-FlashNor-Flash存储模块设计

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1、Nand-Flash/Nor-Flash存储模块设计[2007-4-210:50:00

2、By:luogongqiang] Nand-Flash/Nor-Flash存储模块设计    随着嵌入式系统越来越广泛的应用，嵌入式系统中的数据存储和数据管理已经成为一个重要的研究课题。Flash存储器具有速度快、成本低等很多优点，因此在嵌入式系统中的应用也越来越多。为了合理地管理存储数据，进行数据共享，Flash的设计在ARM嵌入式系统中对数据存储和数据管理尤为重要。1实例说明在嵌入式设备中，有两种程序运行方式：一种是将程序加载到SDRAM中运行，另一种是程序直接在其所在的ROM/Flash存储器中运行

3、。一种比较常用的运行程序的方法是将该Flash存储器作为一个硬盘使用，当程序需要运行时，首先将其加载到SDRAM存储器中，在SDRAM中运行。通常相对于：ROM而言，SDRAM访问速度较快，数据总线较宽，程序存SDRAM中的运行速度比在Flash中的运行速度要快。 ARM中的存储模块示意图如图7-1所示。其中，各功能模块的含义如下。(1)系统初始化——进行系统的最小初始化，包括初始化系统时钟、系统的中断向量表、SDRAM及一些其他的重要I/O端口。(2)映像文件下载——通过一定的方式，得到新的目标程序的映像文件，将该文件保存到系统的SDRAM中。要完成这部分工作，ARM嵌入式设备需要与外部的

4、主机建立某种通道，大部分系统都是使用串行口，也可以使用以太网口或者并行口进行通信。 (2)Flash写入——根据不同的Flash存储器，选择合适的操作命令，将新的目标程序的映像文件写入到目标系统的Flash存储器中，实现Flash存储器操作的功能模块。在本实例里，Flash用于存放程序代码、常量表和一些存系统掉电后需要保存的用户数据等。2Flash原理2.1Nand-Flash与Nor-Flash区别Flash主要分为Nor-Flash和Nand-Flash两类，下面对二者进行较为详细的比较。1． 性能比较Flash闪存是非易失存储器，可以对存储器单元块进行擦写和再编程。任何Flash器件进

5、行写入操作前都必须先执行擦除操作。Nand-Flash器件执行擦除操作十分简单；而Nor-Flash则要求在进行擦除前，先将目标块内所有的位都写为0。擦除：Nor-Flash器件时是以64～128KB的块进行的，执行一个写入/擦除操作的时间为1～5s；擦除Nand-Flash器件是以8～32KB的块进行的，执行相同的操作最多只需要4ms。执行擦除操作时，块尺寸的不同进一步拉大了Nor-Flash和Nand-Flash之间的性能差距。统计表明，对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时)，更多的擦除操作必须在基于Nor-Flash的单元中进行。因此，当选择存储解决方案时，必须权衡以下的各项因素

6、。?Nor-Flash的读取速度比Nand-Flash稍快一些。?Nand-Flash的写入速度比Nor-Flash快很多。?Nand-Flash的擦除速度远比Nor-Flash快。?大多数写入操作需要先进行擦除操作。?Nand-Flash的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。2． 接口差别Not-Flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内容的每一字节。Nand-Flash器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据，各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。Nand-Flash的读和写操作采用512字节的块，这一点有点像硬盘管理此类操作。

7、很自然地，基于Nand-Flash的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。3． 容量和成本Nand-Flash的单元尺寸几乎是Nor-Flash器件的一半。由于生产过程更为简单，NaIld-Flash结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了价格。Nor-Flash占据了大部分容量为1～16MB的内存市场，而Nand-Flash只是用在8～128MB的产品当中。4． 可靠性和耐用性采用Flash介质时，一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展MTBF(平均无故障时间)的系统来说，Flash是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较Nor-Fla

8、sh和Nand-Flash的可靠性。(1) 寿命(耐用性)在Nand-Flash闪存中，每个块的最大擦写次数是100万次，而Nor-Flash的擦写次数是10万次。Nand-Flash存储器除了具有10：1的块擦除周期优势外，典型的Nand-Flash块尺寸要比Nor-Flash器件小8位，每个Nand-Flash存储器块在给定时间内的删除次数要少一些。(2) 位交换  所有的Flash器件都受位交换现象的困