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TPF141介绍NAND闪存

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TPF141
    对于许多消费类音视频产品而言,NAND闪存是一种比硬盘驱动器更好的存储方案,这在不超过4GB的低容量应用中表现得犹为明显。随着人们持续追求功耗更低、重量更轻和性能更佳的产品,NAND正被证明极具吸引力。
 
    NAND 与NOR闪存比较
 
    NAND闪存的优点在于写(编程)和擦除操作的速率快,而NOR的优点是具有随机存取和对字节执行写(编程)操作的能力。NOR的随机存取能力支持直接代码执行(XiP),而这是嵌入式应用经常需要的一个功能。NAND的缺点是随机存取的速率慢,NOR的缺点是受到读和擦除速度慢的性能制约。NAND较适合于存储文件。如今,越来越多的处理器具备直接NAND接口,并能直接从 NAND(没有NOR)导入数据。
 
    TPF141:NAND的真正好处是编程速度快、擦除时间短。NAND支持速率超过5Mbps的持续写操作,其区块擦除时间短至2ms,而NOR是750ms。显然,NAND在某些方面具有绝对优势。然而,它不太适合于直接随机存取。
 
    对于16位的器件,NOR闪存大约需要41个I/O引脚;相对而言,NAND器件仅需24个引脚。NAND器件能够复用指令、地址和数据总线,从而节省了引脚数量。复用接口的一项好处,就在于能够利用同样的硬件设计和电路板,支持较大的NAND器件。由于普通的TSOP-1封装已经沿用多年,该功能让客户能够把较高密度的NAND器件移植到相同的电路板上。
 
    TPF141:NAND器件的另外一个好处显然是其封装选项:NAND提供一种厚膜的2Gb裸片或能够支持最多四颗堆叠裸片,容许在相同的TSOP-1封装中堆叠一个8Gb的器件。这就使得一种封装和接口能够在将来支持较高的密度。
 
    NAND闪存阵列分为一系列128kB的区块(block),这些区块是NAND器件中最小的可擦除实体。擦除一个区块就是把所有的位(bit)设置为“1”(而所有字节(byte)设置为 FFh)。有必要通过编程,将已擦除的位从“1”变为“0”。最小的编程实体是字节(byte)。
 
    一些NOR闪存能同时执行读写操作。虽然 NAND不能同时执行读写操作,它可以采用称为“映射(shadowing)”的方法,在系统级实现这一点。这种方法在个人电脑上已经沿用多年,即将 BIOS从速率较低的ROM加载到速率较高的RAM上。
 
    NAND的效率较高,是因为NAND串中没有金属触点。NAND闪存单元的大小比NOR要小(4F2:10F2)的原因,是NOR的每一个单元都需要独立的金属触点。NAND与硬盘驱动器类似,基于扇区(页),适合于存储连续的数据,如图片、音频或个人电脑数据。
 
    TPF141:虽然通过把数据映射到RAM上,能在系统级实现随机存取,但是,这样做需要额外的RAM存储空间。此外,跟硬盘一样,NAND器件存在坏的扇区,需要纠错码(ECC)来维持数据的完整性。
 
    存储单元面积越小,裸片的面积也就越小。在这种情况下,NAND就能够为当今的低成本消费市场提供存储容量更大的闪存产品。NAND闪存用于几乎所有可擦除的存储卡。NAND的复用接口为所有最新的器件和密度都提供了一种相似的引脚输出。这种引脚输出使得设计工程师无须改变电路板的硬件设计,就能从更小的密度移植到更大密度的设计上。