��ȨͶ��
��ҳ / �ٿ� / NAND
NAND

NAND

������NANDflashmemory
���ࣺ ���ӹ���
���ԣ� ����
����޸�ʱ�䣺 2015��10��10��
�������������0
NAND������һ�ֱ�Ӳ�����������õĴ洢���������ڲ�����4GB�ĵ�����Ӧ���б��ֵ���Ϊ���ԡ��������dz���׷�󹦺ĸ��͡�������������ܸ��ѵIJ�Ʒ��NAND����֤��������������NAND������һ�ַ���ʧ�Դ洢���������ϵ�����ܱ������ݡ����ķ�չĿ����ǽ���ÿ���ش洢�ɱ�����ߴ洢������

�������ܱ༭

����ԭ��

�������������EPROM�ĸ��ܶȺ�EEPROM�ṹ�ı�ͨ�Ե��ŵ㡣

����EPROM��ָ���е����ݿ���ͨ�������ֶβ�ȥ��Ȼ������д�롣�������Ԫ��·����ͼ��ʾ�������ø���դѩ��ע��ʽMOS��·�����ΪFAMOS������MOS��·���ƣ�����N�ͻ�Ƭ��������������Ũ�ȵ�P������ͨ��ŷķ�Ӵ��ֱ�����Դ��S��©��D����Դ����©��֮����һ���ྦྷ��դ�������� ��Ե���У���������ֱ�ӵ������ӡ����ֵ�·�Ը���դ���Ƿ��������ʾ��1����0������դ����������縺����������������棬Դ����©��֮���Ӧ�����ĵ��繵����ʹMOS�ܵ�ͨ������ʾ����0.������դ�������磬�����γɵ��繵����MOS�ܲ���ͨ��������1��

����EPROM������Ԫ�ṹ

����EPROM������Ԫ�ṹ

����EEPROM�����洢��Ԫ��·�Ĺ���ԭ����ͼ2.2��ʾ����EPROM���ƣ�������EPROM������Ԫ��·�ĸ���դ��������������һ������դ��ǰ�߳�Ϊ��һ������դ�����߳�Ϊ�ڶ�������դ���ɸ��ڶ�������դ����һ���缫��ʹ�ڶ�������դ����ijһ��ѹVG����VGΪ����ѹ����һ����դ����©��֮���������ЧӦ��ʹ����ע���һ����դ���������д�롣��ʹVGΪ����ѹ��ǿʹ��һ����դ���ĵ���ɢʧ���������������������д�롣

EEPROM��Ԫ�ṹ����

EEPROM��Ԫ�ṹ

��������Ļ�����Ԫ��·��EEPROM���ƣ�Ҳ����˫�㸡��դMOS����ɡ����ǵ�һ��դ���ʺܱ�����Ϊ���������㡣д�뷽����EEPROM��ͬ���ڵڶ�������դ������ѹ��ʹ���ӽ����һ������դ������������EPROM��ͬ��������������Դ��������ѹ���õ�һ������դ��©��֮�������ЧӦ����ע�뵽����դ�ĸ����������Դ������������Դ��������ѹ��������˸���Ԫ��Դ������һ���������������ܰ��ֽڲ���������ȫƬ���߷ֿ�����������뵼�������ĸĽ�������Ҳʵ�������������ƣ���Ҫ������ԭ�е�������ϼ��븡��դ��ѡ��դ��

����NAND���浥Ԫ�ṹ

����NAND���浥Ԫ�ṹ

����NAND�������з�Ϊһϵ��128kB������(block)����Щ������NAND��������С�Ŀɲ���ʵ�塣����һ��������ǰ����е�λ(bit)����Ϊ“1”(�������ֽ�(byte)����ΪFFh)���б�Ҫͨ����̣����Ѳ�����λ��“1”��Ϊ“0”����С�ı��ʵ�����ֽ�(byte)��һЩNOR������ͬʱִ�ж�д����(����ͼ1)����ȻNAND����ͬʱִ�ж�д�����������Բ��ó�Ϊ“ӳ��(shadowing)”�ķ�������ϵͳ��ʵ����һ�㡣���ַ����ڸ��˵������Ѿ����ö��꣬����BIOS�����ʽϵ͵�ROM���ص����ʽϸߵ�RAM�ϡ�

��������

����NAND���濨�Ķ�ȡ�ٶ�Զ����д���ٶȡ�

������оƬĥ��Ĩ�������IJ����ٶȻή���൱�������ݶ��С���ļ�ʱ������ÿ���ļ����Ⱦ�С������оƬ������������Сʱ���Ϳ��ܵ��ºܵ͵Ĵ������ʡ����ʵij���Ҳ��Ӱ�����ܣ������DZ�Ӳ�̵ij���Ӱ��С��

�������������������Ҳ��Ӱ�����ܵ�����֮һ����ʹ����ֻ��������ʱ����С����(die-shrink)�ĸı䣬�����Ƿȱ���ʵĿ��������Ϳ��������ٶȵĽ�����

������ͬ���ࡢ��ͬ���ա���ͬ����ˮƽ��NAND�����ڶ�д�����ϴ��ڲ��졣ͬʱ�������Ʒ�Ķ�д����Ҳ���д��ʽ�йء�һ����������ݽӿ�Ϊ8λ����16λ������8λ��Ϊ�����������Ʒ֧�ֶ�ͨ�����ж�д����ô�ͻ��и��ߵ��ٶȡ�

����

����NAND��Ч�ʽϸߣ�����ΪNAND����û�н������㡣NAND���浥Ԫ�Ĵ�С��NORҪС(4F2��10F2)��ԭ����NOR��ÿһ����Ԫ����Ҫ�����Ľ������㡣NAND��Ӳ�����������ƣ���������(ҳ)���ʺ��ڴ洢���������ݣ���ͼƬ����Ƶ����˵������ݡ���Ȼͨ��������ӳ�䵽RAM�ϣ�����ϵͳ��ʵ�������ȡ�����ǣ���������Ҫ�����RAM�洢�ռ䡣���⣬��Ӳ��һ����NAND�������ڻ�����������Ҫ������(ECC)��ά�����ݵ������ԡ�

�����洢��Ԫ���ԽС����Ƭ�����Ҳ��ԽС������������£�NAND���ܹ�Ϊ����ĵͳɱ������г��ṩ�洢��������������Ʒ��NAND�������ڼ������пɲ����Ĵ洢����NAND�ĸ��ýӿ�Ϊ�������µ��������ܶȶ��ṩ��һ�����Ƶ���������������������ʹ����ƹ���ʦ����ı��·���Ӳ����ƣ����ܴӸ�С���ܶ���ֲ�������ܶȵ�����ϡ�

��NOR����Ƚϱ༭

����NAND������ŵ�����д(���)�Ͳ������������ʿ죬��NOR���ŵ��Ǿ��������ȡ�Ͷ��ֽ�ִ��д(���)����������(����ͼͼ2)��NOR�������ȡ����֧��ֱ�Ӵ���ִ��(XiP)��������Ƕ��ʽӦ�þ�����Ҫ��һ�����ܡ�NAND��ȱ���������ȡ����������NOR��ȱ�����ܵ����Ͳ����ٶ�����������Լ��NAND���ʺ��ڴ洢�ļ������Խ��Խ��Ĵ������߱�ֱ��NAND�ӿڣ�����ֱ�Ӵ�NAND(û��NOR)�������ݡ�

��������ٶȿ졢����ʱ���

����NAND�������ô��DZ���ٶȿ졢����ʱ��̡�NAND֧�����ʳ���5Mbps�ij���д���������������ʱ�����2ms����NOR��750ms����Ȼ��NAND��ijЩ������о������ơ�Ȼ��������̫�ʺ���ֱ�������ȡ��

��������16λ��������NOR�����Լ��Ҫ41��I/O���ţ���Զ��ԣ�NAND��������24�����š�NAND�����ܹ�����ָ���ַ�������������Ӷ���ʡ���������������ýӿڵ�һ��ô����������ܹ�����ͬ����Ӳ����ƺ͵�·�壬֧�ֽϴ��NAND������������ͨ��TSOP-1��װ�Ѿ����ö��꣬�ù����ÿͻ��ܹ��ѽϸ��ܶȵ�NAND������ֲ����ͬ�ĵ�·���ϡ�NAND����������һ���ô���Ȼ�����װѡ�NAND�ṩһ�ֺ�Ĥ��2Gb��Ƭ���ܹ�֧������ĿŶѵ���Ƭ����������ͬ��TSOP-1��װ�жѵ�һ��8Gb�����������ʹ��һ�ַ�װ�ͽӿ��ܹ��ڽ���֧�ֽϸߵ��ܶȡ�

����NOR����������ȡʱ��Ϊ0.12ms����NAND����ĵ�һ�ֽ������ȡ�ٶ�Ҫ���ö�

������2Gb NAND����Ϊ��������2048��������ɣ�ÿ��������64��ҳ

����2GB NAND�������2,048������

���������༭

����ÿһ��ҳ������һ��2048�ֽڵ���������64�ֽڵĿ��������ܹ�����2,112�ֽڡ�������ͨ��������ECC���������(wear leveling)�����������������ܣ���������������������ҳ��û������NAND��������8��16λ�ӿڡ�ͨ��8��16λ����˫���������ߣ������ݱ����ӵ�NAND�洢������16λģʽ��ָ��͵�ַ�������õ�8λ������8λ���������ݴ�������ʹ�á�

����������������ʱ��ԼΪ2ms��һ�����ݱ�����Ĵ�������һ��ҳ�ı�̴�ԼҪ300μs����һ��ҳ����Ҫ��Լ25μs�������漰���洢���з���ҳ������ҳ����16,896λ�Ĵ����С�

�����ӿ���6����Ҫ�����ź�����

��������I/O���ߣ�NAND�ӿ���6����Ҫ�����źŹ��ɣ�

����1.оƬ����(Chip Enable, CE#)�����û�м�⵽CE�źţ���ô��NAND�����ͱ��ִ���ģʽ�������κο����ź�������Ӧ��

����2.дʹ��(Write Enable, WE#): WE#�������ݡ���ַ��ָ��д��NAND֮�С�

����3.��ʹ��(Read Enable, RE#): RE#����������ݻ�������

����4.ָ������ʹ��(Command Latch Enable, CLE): ��CLEΪ��ʱ����WE#�źŵ������أ�ָ����浽NANDָ��Ĵ����С�

����5.��ַ����ʹ��(Address Latch Enable, ALE)����ALEΪ��ʱ����WE#�źŵ������أ���ַ�����浽NAND��ַ�Ĵ����С�

����6.����/æ(Ready/Busy, R/B#)�����NAND����æ��R/B#�źŽ���͡����ź���©����·����Ҫ�����������衣

��������ÿ�ν�/��NAND�Ĵ�������ͨ��16λ��8λ�ӿڡ������б�̲�����ʱ�򣬴���̵����ݽ������ݼĴ�����������WE#�źŵ������ء��ڼĴ����������ȡ���ƶ����ݣ�Ҫ����ר��ָ���Ա��������ȡ��

�������ݼĴ���������ݵķ�ʽ

�������ݼĴ���������ݵķ�ʽ������RE#�źŵķ�ʽ���ƣ�����������е����ݣ������ӵ���һ����ַ��WE#��RE#ʱ�������ٶȼ��죬�ﵽ30ns��ˮ׼����RE#��CE#��Ϊ�͵�ʱ�������������Ϊ��̬������CE#��RE#�����ʹ�����������������NAND������NOR��SRAM��DRAM���������ʹ洢�������������ߡ��ù�����ʱ����Ϊ“�������оƬ����(chip enable don't care)”�����ַ����ij�������Ӧ���ϵ�NAND����������Ҫ��CE#����������Ϊ��(��ע�����������ĸ�д)��

��������Ĵ������յ�ҳ���(80h)ָ��ʱ���ڲ��ͻ�ȫ������Ϊ1s��ʹ���û�����ֻ����������0λ��̵������ֽ�

�������������������ı��ָ���ָ��ֻ��Ҫ������������ݵ�2���ֽڵĵ�ַ

����ָ������

��������NAND������ʼʱ�����ṩһ��ָ������

���������һ��WE#ʱ��ʱ��ͨ����I/Oλ7��0������ָ�����CE#�����CLE��ߣ��Ϳ���ʵ��һ��ָ�����ڡ�ע�⣺��WE#�źŵ��������ϣ�ָ���ַ�����ݱ����浽NAND����֮�С����1��ʾ�������ָ���ڵڶ���ָ������֮��Ҫռ�����ɵ�ַ���ڡ�ע�⣺��λ���״ָ̬�����⣬�������æ���Ͳ�Ӧ�÷����µ�ָ�

����ע�⣺��Ϊ���һ�е�λ����2112�������λ�õĵ�ַ����08h(�ڵڶ��ֽ���)��3Fh(�ڵ�һ�ֽ���)��PA5:0ָ�������ڵ�ҳ��ַ��BA16:6ָ������ĵ�ַ����Ȼ����̺Ͷ�������Ҫ������5�ֽڵ�ַ����ҳ�������ȡ���ݵIJ��������õ���һ�͵ڶ��ֽڡ����������������Ҫ��������ֽ�(���������ĺ͵����ֽ�)��ѡ�����顣

����������ԣ�NAND�Ļ���������������λ(Reset, FFh)��������ID(Read ID, 00h)��������״̬(Read Status, 70h)���������(Program)�����������������(Random data input, 85h)�����Ͷ�(Read)�����ȡ�

���ӵ��������༭

����ѡ������NAND�ӿڵĴ�������������ĺô��ܶࡣ���û�����ѡ���п�����NAND�ͼ����κδ�����֮�����һ��“��ճ���߼�(glueless)”�ӿڡ�NAND��NOR�������Ҫ�����Ǹ��õ�ַ���������ߡ������߱�����ָ��ָ���ַ�����ݡ�CLE�ź�ָ��ָ�����ڣ���ALE�ź�ָ����ַ���ڡ����������������źţ��п���ѡ��ָ���ַ���������ڡ���ALE���ӵ��������ĵ����ַλ������CLE���ӵ��������ĵ��ĵ�ַλ�����ܼ򵥵�ͨ���ı䴦��������ĵ�ַ������ѡ��ָ���ַ�����ݡ�������CLE��ALE�ں��ʵ�ʱ���Զ�����Ϊ�͡�

����Ϊ���ṩָ������������������������Ҫ��ָ��������ַ0010h��Ϊ��������������ĵ�ַ���ڣ�����������Ҫ�����ڴ�������ַ0020h֮�������Ҫ��NAND��ַ��ע�⣬���ദ�������ڴ�������д�ź���Χָ������ʱ�����������ڽ������ʵ�ʱ����������Ҫ�ġ����øü������㲻�ز����κ�ճ���߼����Ϳ���ֱ�ӴӴ�������ȡָ���ַ�����ݡ�

��㵥Ԫ�༭

������㵥Ԫ(MLC)��ÿһ����Ԫ�洢��λ������ͳ��SLC�����ܴ洢һλ��MLC�������������ܶ���Խ�ԣ�Ȼ������SLC���(��3)�����ٶȻ�ɿ�����ѷ����ˣ�SLC�����ڴ����ý�忨������Ӧ�ã���MLC����ͨ�����������ѵ��Ӻ������ͳɱ���Ʒ��

����NAND��ҪECC��ȷ������������

����NAND�����ÿһ��ҳ���϶���������Ĵ洢�ռ䣬������64���ֽڵĿ�����(ÿ512�ֽڵ�������16�ֽ�)�������ܴ洢ECC���뼰������ĥ���������߼���������ӳ��֮�����Ϣ��ECC����Ӳ����������ִ�У����ǣ�Ӳ��ִ�������Ե��������ơ��ڱ�̲����ڼ䣬ECC��Ԫ���������д洢����������������У�����롣��������ECC����Ȼ�󱻷ֱ�д�뵽���ԵĿ������������ݱ�����ʱ��ECC����Ҳ�����������÷��������Ժ˲�����������Ƿ���ȷ��

�����п��ܲ���ECC�㷨��У�����ݴ���

������У���Ĵ��������ȡ���������㷨��У��ǿ�ȡ���Ӳ���������а���ECC�����ṩ��ǿ���ϵͳ�������������򵥵�Ӳ��ʵ�ַ����Dz��ü򵥵ĺ���(Simple Hamming)�룬���ǣ�ֻ��У����һλ�������������(Reed-Solomon)���ṩ��Ϊǿ��ľ�����������������Ϊ���á����⣬BCH�����ڱ���������ŷ�����Ч�ʸߣ�Ӧ��Ҳ�����ռ���LSI SHIELD�������ö༶ECCģʽ����SSD�����Ż��ĸ߼��������ܽ��NAND����洢���Ŀɿ��Խ��ͺ�ʹ���������̵����⡣

����Ҫ������ִ��NAND������������

��������������ĥ���������߼�������ӳ�䡣���������ṩECC�룬���������������ECCӲ���Ļ���

������̻��������֮����Ҫ���Ƕ�״̬�Ĵ�������Ϊ��ȷ���Ƿ�ɹ�������˱�̻�����������������ʧ�ܣ�Ҫ�Ѹ�������Ϊ���Ҳ�����ʹ�á���ǰ�ѱ�д��ȥ������Ҫ���𻵵������а����ת�Ƶ��µ�(�õ�)�洢��֮�С�2Gb NAND�Ĺ淶�涨�������������40���������飬�����������������������(�����Ϊ10��α��/��������)�ڶ����á�һЩ�л����NAND�����ܹ���������Ҫ�͹��������Ƭ����󡣹�����������������ӳ�仵�鲢�ɺõĴ洢��ȡ����֮��

��������ͨ��ɨ������ȷ������ĺû�

�������ù�������Щ����ı�ǣ�����ͨ��ɨ������ȷ������ĺû��������DZ��̶��ڿ������ĵ�һ��λ��(�е�ַ2048)�������0��1ҳ���е�ַ2048�ϵ�������“non-FF”����ô���ÿ�Ҫ���Ϊ������ӳ���ϵͳ����ʼ������������Ҫɨ����������ȷ����ȷ���ĸ�Ϊ����Ȼ��һ��������������ο���

����С�IJ�Ҫ����������

������һ�����Ҫ�������ڿ��ºͿ���ѹ��Χ�ڲ�����NAND��һЩ�ɹ������Ϊ�������������һ�����¶Ȼ��ѹ��������Ȼ�ܹ��������ǣ��������ܻ�ʧЧ�����������Ϣ�����������޷��ٻָ���

��������

�������⣬NAND��ijЩ�ط������������ֵ�·����vhdl��һЩ���������д�����ǣ���������ŵ���˼

  • ��������
  • ���Ŵ���

���������� 44030502002758��