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NOR Flash 和NAND Flash 區(qū)別 |
| 作者：novar 欄目：嵌入式系統(tǒng) |
NOR和NAND是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。INTEL于1988年首先開發(fā)出NOR FLASH技術(shù),徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。緊接著,1989年,東芝公司發(fā)表了NAND FLASH結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盤一樣可以通過接口輕松升級(jí)。但是經(jīng)過了十多年之后,仍然有相當(dāng)多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。 相“FLASH存儲(chǔ)器”經(jīng)�？梢耘c相“NOR存儲(chǔ)器”互換使用。許多業(yè)內(nèi)人士也搞不清楚NAND閃存技術(shù)相對(duì)于NOR技術(shù)的優(yōu)越之處,因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下閃存只是用來(lái)存儲(chǔ)少量的代碼,這時(shí)NOR閃存更適合一些。而NAND則是高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度的理想解決方案。 NOR的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP, eXecute In Place),這樣應(yīng)用程序可以直接在FLASH閃存內(nèi)運(yùn)行,不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。 NOR的傳輸效率很高,在1～4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益,但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。 NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度,可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度,并且寫入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于FLASH的管理和需要特殊的系統(tǒng)接口。 性能比較 FLASH閃存是非易失存儲(chǔ)器,可以對(duì)稱為塊的存儲(chǔ)器單元塊進(jìn)行擦寫和再編程。任何FLASH器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行,所以大多數(shù)情況下,在進(jìn)行寫入操作之前必須先執(zhí)行擦除。NAND器件執(zhí)行擦除操作是十分簡(jiǎn)單的,而NOR則要求在進(jìn)行擦除前先要將目標(biāo)塊內(nèi)所有的位都寫為0。 由于擦除NOR器件時(shí)是以64～128KB的塊進(jìn)行的,執(zhí)行一個(gè)寫入/擦除操作的時(shí)間為5s,與此相反,擦除NAND器件是以8～32KB的塊進(jìn)行的,執(zhí)行相同的操作最多只需要4ms。 執(zhí)行擦除時(shí)塊尺寸的不同進(jìn)一步拉大了NOR和NADN之間的性能差距,統(tǒng)計(jì)表明,對(duì)于給定的一套寫入操作(尤其是更新小文件時(shí)更多的擦除操作必須在基于NOR的單元中進(jìn)行。這樣,當(dāng)選擇存儲(chǔ)解決方案時(shí),設(shè)計(jì)師必須權(quán)衡以下的各項(xiàng)因素。 ● NOR的讀速度比NAND稍快一些。 ● NAND的寫入速度比NOR快很多。 ● NAND的4ms擦除速度遠(yuǎn)比NOR的5s快。 ● 大多數(shù)寫入操作需要先進(jìn)行擦除操作。 ● NAND的擦除單元更小,相應(yīng)的擦除電路更少。 接口差別 NOR FLASH帶有SRAM接口,有足夠的地址引腳來(lái)尋址,可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個(gè)字節(jié)。 NAND器件使用復(fù)雜的I/O口來(lái)串行地存取數(shù)據(jù),各個(gè)產(chǎn)品或廠商的方法可能各不相同。8個(gè)引腳用來(lái)傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。 NAND讀和寫操作采用512字節(jié)的塊,這一點(diǎn)有點(diǎn)像硬盤管理此類操作,很自然地,基于NAND的存儲(chǔ)器就可以取代硬盤或其他塊設(shè)備。 容量和成本 NAND FLASH的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半,由于生產(chǎn)過程更為簡(jiǎn)單,NAND結(jié)構(gòu)可以在給定的模具尺寸內(nèi)提供更高的容量,也就相應(yīng)地降低了價(jià)格。 NOR FLASH占據(jù)了容量為1～16MB閃存市場(chǎng)的大部分,而NAND FLASH只是用在8～128MB的產(chǎn)品當(dāng)中,這也說(shuō)明NOR主要應(yīng)用在代碼存儲(chǔ)介質(zhì)中,NAND適合于數(shù)據(jù)存儲(chǔ),NAND在CompactFLASH、Secure DIGITAL、PC Cards和MMC存儲(chǔ)卡市場(chǎng)上所占份額最大。 可靠性和耐用性 采用flahs介質(zhì)時(shí)一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問題是可靠性。對(duì)于需要擴(kuò)展MTBF的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),FLASH是非常合適的存儲(chǔ)方案�？梢詮膲勖�(耐用性)、位交換和壞塊處理三個(gè)方面來(lái)比較NOR和NAND的可靠性。 壽命(耐用性) 在NAND閃存中每個(gè)塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬(wàn)次,而NOR的擦寫次數(shù)是十萬(wàn)次。NAND存儲(chǔ)器除了具有10比1的塊擦除周期優(yōu)勢(shì),典型的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍,每個(gè)NAND存儲(chǔ)器塊在給定的時(shí)間內(nèi)的刪除次數(shù)要少一些。 位交換 所有FLASH器件都受位交換現(xiàn)象的困擾。在某些情況下(很少見,NAND發(fā)生的次數(shù)要比NOR多),一個(gè)比特位會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)或被報(bào)告反轉(zhuǎn)了。 一位的變化可能不很明顯,但是如果發(fā)生在一個(gè)關(guān)鍵文件上,這個(gè)小小的故障可能導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)。如果只是報(bào)告有問題,多讀幾次就可能解決了。 當(dāng)然,如果這個(gè)位真的改變了,就必須采用錯(cuò)誤探測(cè)/錯(cuò)誤更正(EDC/ECC)算法。位反轉(zhuǎn)的問題更多見于NAND閃存,NAND的供應(yīng)商建議使用NAND閃存的時(shí)候,同時(shí)使用EDC/ECC算法。 這個(gè)問題對(duì)于用NAND存儲(chǔ)多媒體信息時(shí)倒不是致命的。當(dāng)然,如果用本地存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、配置文件或其他敏感信息時(shí),必須使用EDC/ECC系統(tǒng)以確保可靠性。 壞塊處理 NAND器件中的壞塊是隨機(jī)分布的。以前也曾有過消除壞塊的努力,但發(fā)現(xiàn)成品率太低,代價(jià)太高,根本不劃算。 NAND器件需要對(duì)介質(zhì)進(jìn)行初始化掃描以發(fā)現(xiàn)壞塊,并將壞塊標(biāo)記為不可用。在已制成的器件中,如果通過可靠的方法不能進(jìn)行這項(xiàng)處理,將導(dǎo)致高故障率。 易于使用 可以非常直接地使用基于NOR的閃存,可以像其他存儲(chǔ)器那樣連接,并可以在上面直接運(yùn)行代碼。 由于需要I/O接口,NAND要復(fù)雜得多。各種NAND器件的存取方法因廠家而異。 在使用NAND器件時(shí),必須先寫入驅(qū)動(dòng)程序,才能繼續(xù)執(zhí)行其他操作。向NAND器件寫入信息需要相當(dāng)?shù)募记?因?yàn)樵O(shè)計(jì)師絕不能向壞 塊寫入,這就意味著在NAND器件上自始至終都必須進(jìn)行虛擬映射。 軟件支持 當(dāng)討論軟件支持的時(shí)候,應(yīng)該區(qū)別基本的讀/寫/擦操作和高一級(jí)的用于磁盤仿真和閃存管理算法的軟件,包括性能優(yōu)化。 在NOR器件上運(yùn)行代碼不需要任何的軟件支持,在NAND器件上進(jìn)行同樣操作時(shí),通常需要驅(qū)動(dòng)程序,也就是內(nèi)存技術(shù)驅(qū)動(dòng)程序(MTD),NAND和NOR器件在進(jìn)行寫入和擦除操作時(shí)都需要MTD。 使用NOR器件時(shí)所需要的MTD要相對(duì)少一些,許多廠商都提供用于NOR器件的更高級(jí)軟件,這其中包括M-SYSTEM的TrueFFS驅(qū)動(dòng),該驅(qū)動(dòng)被Wind River SYSTEM、Microsoft、QNX SOFTWARE SYSTEM、Symbian和INTEL等廠商所采用。 驅(qū)動(dòng)還用于對(duì)DiskOnChip產(chǎn)品進(jìn)行仿真和NAND閃存的管理,包括糾錯(cuò)、壞塊處理和損耗平衡。 |
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| 作者： eleven11 于 2006/4/8 13:46:00 發(fā)布：
很像教科書上的介紹 考試也是那么考，填空選擇……………… |
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| 3樓： | >>參與討論 |
| 作者： highend 于 2006/4/8 15:20:00 發(fā)布：
呵呵，很多技術(shù)指標(biāo)，已經(jīng)改變了！ 太古老的帖子了。 看來(lái)，有必要俺寫一個(gè)新的？ 介紹這兩年的發(fā)展？ |
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