flash存储原理.

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Flash存储芯片工作原理

Flash存储芯片是一种非易失性存储器，广泛应用于各种电子设备中，如个人电脑、手机、相机等。它的工作原理是基于电荷积累和擦除的原理，具有高速、低功耗和可擦写的特点。

Flash存储芯片由一系列的存储单元组成，每一个存储单元可以存储一个或者多个位的数据。每一个存储单元由一个浮动栅和控制栅组成，它们之间通过绝缘层隔开。根据电荷积累与否来表示存储的数据。

Flash存储芯片的工作过程可以分为写入、读取和擦除三个主要步骤。

1. 写入：

写入操作是将数据存储到Flash存储芯片中的过程。首先，将待写入的数据通过控制电路传输到Flash存储芯片中的写入缓冲区。然后，控制电路根据写入地址将数据传输到相应的存储单元中。在写入过程中，控制电路会在浮动栅上施加一定的电压，使得电荷能够积累在浮动栅上，从而改变存储单元的电荷状态，表示存储的数据。

2. 读取：

读取操作是从Flash存储芯片中获取存储的数据的过程。当读取请求到达时，控制电路会根据读取地址找到相应的存储单元，并将存储单元中的电荷状态转换为电压信号。这些电压信号经过放大和解码处理后，最终被传输到输出缓冲区，供外部设备读取。

3. 擦除：

擦除操作是将存储单元中的数据清除的过程。由于Flash存储芯片的存储单元只能进行整体擦除，所以在擦除操作中，需要将整个块或者扇区的数据都清除。擦除操作需要施加较高的电压，以清除存储单元中的电荷，使其恢复到初始状态。

Flash存储芯片的特点和优势：

1. 高速：Flash存储芯片的读取速度较快，可以满足多种应用的要求。

flash存储器原理

Flash存储器原理。

Flash存储器是一种非易失性存储器，它使用了一种称为闪存的技术，可以在

断电后仍然保持数据。它通常用于嵌入式系统、移动设备和存储卡等产品中。Flash存储器的原理非常复杂，它涉及到许多物理和电子学的知识。在本文中，我

们将深入探讨Flash存储器的原理，帮助读者更好地理解这一技术。

Flash存储器的工作原理主要基于两种不同的技术，NAND和NOR。NAND和NOR是两种不同的存储单元结构，它们分别适用于不同的应用场景。NAND适用

于大容量、高速度的存储，而NOR适用于低容量、低速度的存储。这两种技术都

是基于晶体管的工作原理，但它们的结构和工作方式有所不同。

NAND存储器是一种串行存储器，它使用了串行连接的晶体管结构来存储数据。NAND存储器的每个存储单元都是一个晶体管，通过控制晶体管的导通和截断来

实现数据的读写操作。NAND存储器的存储密度很高，可以存储大量的数据，因

此被广泛应用于固态硬盘和存储卡等产品中。

NOR存储器是一种并行存储器，它使用了并行连接的晶体管结构来存储数据。NOR存储器的每个存储单元都是一个晶体管，通过控制晶体管的导通和截断来实

现数据的读写操作。NOR存储器的读取速度比NAND存储器快，但存储密度较低，因此适用于低容量、低速度的存储需求。

除了NAND和NOR存储器，还有一种称为EEPROM的存储器技术，它是一

种可擦除可编程只读存储器。EEPROM存储器可以通过电子擦除操作来擦除存储

的数据，然后再进行编程操作来写入新的数据。EEPROM存储器的擦除和编程操

flash存储原理

Flash存储是一种基于电子存储技术的非易失性存储器，具有

快速读写、低功耗、高可靠性和较长寿命等优点。其原理主要是利用电荷积累和释放来实现信息的存储和读取。

Flash存储器由若干个存储单元组成，每个存储单元称为一个

存储位。每个存储位内部有一个浮动栅极和一个控制栅极，它们之间被一层绝缘物隔开。存储位的状态通过栅极中的电子的分布来表示，而电子的分布状态决定了存储位的读写操作。

Flash存储器的读取过程是非破坏性的。在读取数据时，电压

被施加在控制栅极上，而浮动栅极上的电荷透过绝缘物被传递到控制栅极上。通过测量控制栅极上的电流来判断存储位的电荷分布状态，从而读取出存储的数据。

写入数据时，需要将数据转化为电荷形式，并将电荷注入到浮动栅极中。具体的写入方法有两种：擦除和编程。擦除是将存储位中的电荷全部清空，使其回复到初始状态；编程是将存储位中的电荷写入或去除，以改变其状态。

根据以上的工作原理，Flash存储器可以分为两种主要类型：NAND Flash和 NOR Flash。NAND Flash主要用于大容量存储，具有高容量和较低的成本，广泛应用于固态硬盘、闪存卡等设备；NOR Flash则适用于小容量、高性能的应用，如嵌入式系

统中的代码存储等。

总的来说，Flash存储器是一种通过电子的存储和释放来实现

数据的读写操作的存储技术。它在各个领域中得到广泛应用，成为现代电子设备中重要的存储介质之一。

flash工作原理

Flash工作原理。

Flash是一种常见的存储设备，它的工作原理主要涉及到存储单元、擦写操作和控制电路等方面。本文将从这几个方面详细介绍Flash的工作原理。

首先，我们来看看Flash存储单元的结构。Flash存储单元采用了浮栅结构，每个存储单元由一个晶体管和一个电容组成。晶体管用于控制电荷的流动，而电容则用于存储电荷，通过在电容中存储或释放电荷来表示0或1。这种结构使得Flash可以实现非易失性存储，即在断电情况下也可以保持数据的存储状态。

其次，擦写操作是Flash存储的一个重要特性。由于Flash存储单元中的电荷是通过高压注入或释放来实现的，因此在写入新数据之前需要先将原有的数据擦除。擦除操作是以块为单位进行的，通常需要将整个块的数据擦除后才能写入新的数据。这也是为什么Flash在写入速度上相对较慢的原因之一。

最后，控制电路是实现Flash存储操作的关键。控制电路包括

了读写控制、擦除控制和数据传输等功能。在读写操作中，控制电

路会根据地址信号选择相应的存储单元，并进行读取或写入操作。

在擦除操作中，控制电路会对整个块进行擦除操作。同时，控制电

路还需要处理数据传输的相关问题，如错误校正码的生成和校验等。

综上所述，Flash的工作原理主要包括存储单元的结构、擦写

操作和控制电路。通过对这些方面的详细介绍，我们可以更好地理

解Flash存储设备是如何工作的。同时，了解Flash的工作原理也

有助于我们在实际应用中更好地使用和维护Flash设备。

flash存储器

Flash存储器

1. 简介

Flash存储器是一种非易失性存储设备，常用于嵌入式系统和移动设备中。与传统的硬盘驱动器相比，Flash存储器具有更快的访问速度，更低的能耗和更高的可靠性。Flash存储器采用闪存技术，利用电子存储介质存储数据，无需机械运动。本文将详细介绍Flash存储器的特点、工作原理和应用领域。

2. 特点

2.1 非易失性

Flash存储器是一种非易失性存储设备，意味着即使在断电情况下，存储在Flash存储器中的数据仍然可以保持不变。这使得Flash存储器非常适合用于存储关键数据，如操作系统、固件和配置文件。

2.2 快速访问

Flash存储器具有较快的访问速度，因为它无需机械运动。与传统的硬盘驱动器相比，Flash存储器具有更短的延迟时间，从而可以实现更快的数据读写操作。

2.3 低能耗

Flash存储器的能耗较低，这是由于它没有移动部件。相比之下，传统硬盘驱动器需要消耗大量的能量来驱动机械运动。因此，在移动设备或嵌入式系统中，Flash存储器可以延长电池寿命并提高能源效率。

2.4 高可靠性

Flash存储器具有较高的可靠性，可以承受更多的物理冲击和振动而不会损坏数据。这是因为Flash存储器使用了固态电路而不是机械部件。此外，Flash存储器还具有较长的寿命，可以进行大量的擦除和写入操作而不会出现性能下降。

3. 工作原理

Flash存储器使用了一种称为闪存的技术来存储数据。闪存是一种基于非挥发性快闪电子存储原理的存储器，它可以在断电情况下保持数据的完整性。Flash存储器由一个或多个存储单元组成，每个存储单元由一个晶体管和一个电容器构成。

Flash存储芯片工作原理

Flash存储芯片是一种非易失性存储器，广泛应用于各种电子设备中，如手机、相机、固态硬盘等。它的工作原理是通过电子擦除和写入的方式来存储和读取数据。

Flash存储芯片由一系列的存储单元组成，每个存储单元可以存储一个或多个

二进制位。常见的Flash存储芯片有NAND Flash和NOR Flash两种类型。

NAND Flash的工作原理是基于电荷积累效应。每个存储单元由一个浮栅和控

制门组成。当存储单元中没有电荷时，表示存储的是0；当存储单元中有电荷时，

表示存储的是1。通过在控制门施加不同的电压，可以控制电荷的积累和释放。擦

除操作是将存储单元中的电荷全部释放，写入操作是将存储单元中积累一定数量的电荷。读取操作是通过检测存储单元中的电荷来确定存储的数据。

NOR Flash的工作原理与NAND Flash有所不同。NOR Flash的存储单元由一个浮栅、控制门和源/漏极组成。它的读取操作是直接从存储单元的源/漏极读取电流

来判断存储的数据。擦除和写入操作是通过在控制门施加不同的电压来实现。

Flash存储芯片的工作原理还涉及到一些额外的技术，如块擦除、写入放大、

错误校验码等。

块擦除是指擦除操作是以块为单位进行的，一般是以64KB或128KB为一个块。这是因为擦除操作比写入操作耗时更长，所以以块为单位可以提高擦除操作的效率。

写入放大是指写入操作会导致存储单元中的电荷积累不均匀，从而降低存储单

元的寿命。为了解决这个问题，Flash存储芯片会在写入操作时进行一定的处理，

如在写入数据之前先将存储单元中的电荷释放。

flash 工作原理

Flash（闪存）是一种电子存储器技术，使用非挥发性存储介质来存储数据。其工作原理是通过应用电场来控制存储介质中的电荷状态，从而实现数据的存储和读取。

Flash 存储芯片由许多存储单元组成，每个存储单元通常存储一个比特的数据。每个存储单元内有一个浮动栅，用来控制存储介质上的电荷状态。当栅上施加正电压时，栅下的介质会发生电子注入，存储单元被写入的状态为1；当栅上施加负电压时，存储单元中的电荷被释放，存储单元被写入的状态为0。

读取数据时，通过在存储单元的栅上施加一个读取电场，根据存储单元中电荷的不同，可以检测到存储单元是处于0还是1状态，从而读取出正确的数据。

由于Flash存储器是非挥发性的，即使没有外部电源供应，存储的数据也会长期保持。这使得Flash技术非常适用于需要长期存储的应用，如闪存卡、USB闪存驱动器、手机内存等。

总结来说，Flash存储器利用电场调节存储介质中的电荷状态来存储和读取数据。其非挥发性的特点使其成为广泛应用于各种电子设备中的存储技术。

Flash存储芯片工作原理

引言概述：

Flash存储芯片是一种常见的非易失性存储设备，广泛应用于电子产品中。本文将详细介绍Flash存储芯片的工作原理，包括存储结构、读取和写入操作、擦除机制、错误校验和纠正等方面。

一、存储结构

1.1 逻辑结构：Flash存储芯片通常由多个存储单元组成，每个存储单元可以存储一个或多个位的数据。这些存储单元按照一定的规则组织成逻辑结构，如页、块和平面等。

1.2 物理结构：Flash存储芯片的物理结构由多个存储阵列组成，每个存储阵列包含多个存储单元。存储单元通过晶体管和浮动栅极结构实现数据的存储和读取。

二、读取和写入操作

2.1 读取操作：Flash存储芯片的读取操作是通过电压的变化来实现的。当读取某个存储单元时，芯片会将电压施加到该存储单元上，并根据电压的变化来判断存储单元中存储的数据是0还是1。

2.2 写入操作：Flash存储芯片的写入操作是通过改变存储单元中的电荷量来实现的。当写入数据时，芯片会施加不同的电压来改变存储单元中的电荷量，从而改变存储单元中存储的数据。

三、擦除机制

3.1 擦除操作：Flash存储芯片的擦除操作是将存储单元中的数据全部清除为1的过程。擦除操作需要将存储单元中的电荷量恢复到初始状态，以便后续的写入操作。

3.2 擦除单元：Flash存储芯片中的擦除操作是以块为单位进行的。每个块包含多个存储单元，擦除时需要同时擦除该块中的所有存储单元。

3.3 擦除次数：Flash存储芯片的擦除次数是有限的，每个存储单元的擦除次数通常在几千次到几十万次之间。超过擦除次数限制后，存储单元的可靠性会下降。

flash的基本结构原理

Flash存储器的基本结构原理是基于浮栅场效应管（Floating-Gate MOSFET）的存储单元来实现信息的存储。每个存储单元由一个浮栅MOS管和浮动扩散区组成。浮栅MOS管是一种绝缘层上硅（SOI）技术制造的场效应管，具有高输入/输出电容

和低导通电阻等特点。浮动扩散区则是一个由导电材料构成的区域，用于控制电荷的存储和释放。

在Flash存储器中，信息是以电荷的形式存储在浮栅中。当有足够的电荷在浮栅中

积累时，会导致场效应管的阈值电压发生变化，从而实现对信息的存储。当栅极施加一定的电压时，浮栅中是否有电荷会通过源漏电流体现出来，反映存储的信息。

Flash存储器的核心部分是控制电路，用于控制存储单元中电荷的存储和释放。控制电路通常由一个或多个逻辑门电路组成，如AND门、OR门、NOT门等。这些逻辑门电路通过控制电压的大小和时间来控制浮栅MOS管的开关状态，从而实现对电荷的控制。

此外，Flash存储器还包括接口电路，用于与外部设备进行数据交换。接口电路通常

包括地址线、数据线和控制线等。地址线用于指定要访问的存储单元的位置；数据线用于传输数据；控制线用于控制读写操作。接口电路还可以包括一些保护电路，

如电源管理电路、错误检测电路等，以保证Flash存储器的正常工作。

总的来说，Flash存储器利用浮栅中是否有电荷来存储信息，通过控制电路实现电荷的存储和释放，通过接口电路实现与外部设备的数据交换。这种结构原理使得Flash

存储器具有非易失性、较高的写入速度和较低的功耗等特点，广泛应用于计算机、通信、工业控制等领域。

flash的存储原理

Flash的存储原理是基于电子存储技术的一种固态存储器。它

使用快速擦除和存储的原理来存储数据，而不需要外部电源维持数据的存储。下面将详细介绍Flash的存储原理。

Flash存储的基本单元是一个电子存储单元，也被称为存储单

元或存储单元。每个存储单元可以存储一个比特的信息，即特定电压状态对应于"0"或"1"。这些存储单元按组织成多个块和

扇区的层次结构，以便更高效地擦除和写入数据。

Flash存储的工作原理是通过充电和放电来控制存储单元的状态。当存储单元被写入时，电荷被注入到存储单元中，改变其电压状态以表示所需的数据值。当存储单元被擦除时，存储单元中的电荷被释放，将其电压状态重置为默认值。

为了实现擦除和写入操作，Flash存储器被分为多个块和扇区。每个块包含多个扇区，每个扇区包含多个存储单元。擦除操作是按块执行的，即将整个块中的所有扇区同时擦除。写入操作是按扇区执行的，即只对所选扇区进行写入。

由于Flash存储器的特殊结构和工作原理，擦除和写入操作并

不是同时进行的。在进行写入操作之前，需要将目标块中的所有扇区擦除。这是因为擦除操作会将存储单元的电压状态重置为默认值，而写入操作则是在已擦除的存储单元中注入电荷以改变其状态。

Flash存储器还具有限定的擦除和写入次数。每个存储单元的

擦除和写入次数都有限制，称为擦除和写入寿命。当存储器的擦除和写入寿命耗尽时，存储单元可能无法正确地擦除或写入数据，导致存储器的可靠性下降。

总结来说，Flash存储的工作原理是使用充电和放电来控制存储单元的状态，通过擦除和写入操作来改变存储单元的电压状态以存储数据。每个存储单元的状态对应于一个比特的信息。擦除操作是按块执行的，写入操作是按扇区执行的。擦除和写入次数受限制，称为擦除和写入寿命。

flash工作原理

Flash工作原理是基于快速存储和释放电能的原理。Flash存储

器通常由许多电池组成，每个电池称为一个存储单元。每个存储单元可以存储一个比特（0或1）。

当要存储数据时，Flash会将电池充电，通过将正电压施加在

存储单元的栅电极上，将电荷注入栅电极。这个过程称为“编程”。编程后，存储单元的栅电极保持带有电荷，代表“1”位。

如果栅电极未被注入电荷，则表示“0”位。

当要读取存储的数据时，Flash会将电压应用在存储单元的源

和栅电极上，然后测量源漏电流。如果读取到当前流，则表示存储单元被编程成“1”，否则表示为“0”。由于存储单元的电荷

会逐渐泄漏，所以在读取数据之前，可能需要定期进行刷新操作，以确保数据的正确性。

擦除是Flash的另一个重要操作。当需要将一个存储单元编程

成“0”位时，需要将存储单元中的电荷全部释放。这个过程称

为“擦除”。擦除是通过将负电压施加在存储单元的栅电极上来

完成的。此操作会将栅电极中的电荷清除，使存储单元变为可重写状态。

总的来说，Flash存储器通过控制存储单元中的电荷来存储和

读取数据。电荷的注入表示“1”位，没有电荷的时候表示“0”位。编程和擦除操作使得Flash存储器可以多次重写，而不受磁介

质存储器中的磁感应限制。因此，Flash存储器具有高密度、

低功耗和较长的数据保持时间等优点，成为当前常用的存储器技术之一。

flash和eeprom工作原理

Flash存储器和EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，可电擦可编程只读存储器）在存储数据和编程操作上存在一些区别。

Flash存储器是一种基于非挥发性存储技术的存储器，常用于存储程序代码和数据。它被分为多个扇区，每个扇区可以被独立擦除和编程。Flash存储器的工作原理是利用电子漂移现象，通过在晶体管中储存电荷来表示数据的位状态。擦除操作会将整个扇区的位状态清零，编程操作会将位状态设置为1。擦除和编程操作都需要高电压和特定的操作序列。

EEPROM（可电擦可编程只读存储器）是一种可擦写的非挥发性存储器，可以在电子设备中存储和读取数据。EEPROM的工作原理是利用电子隧道效应，通过在细小的浮栅结构中存储电荷来表示数据的位状态。相比于Flash 存储器，EEPROM在编程和擦除操作上更为灵活，可以以字节为单位进行操作，而不需要擦除整个扇区。然而，EEPROM的写入速度相对较慢，且有限的擦写寿命限制了其使用次数。

总的来说，Flash和EEPROM在编程和擦除机制上有所不同。Flash通常以扇区为单位进行操作，而EEPROM可以以字节为单位进行操作。此外，EEPROM的写入速度较慢，且具有有限的擦写寿命。

nor flash和nand flash的原理

Nor Flash和Nand Flash是两种不同的闪存存储器技术，具有

不同的工作原理。

1. Nor Flash原理：

Nor Flash是一种非易失性存储器技术，采用了行列式的存储

结构。它由一组相互连接的存储单元组成，每个存储单元可以存储一个位信息（0或1）。每个存储单元有自己的地址，通

过提供正确的地址和时钟信号，可以从Nor Flash中读取数据。Nor Flash的读取操作是以字节为单位进行的，因此可以快速

地访问任何存储位置。另外，Nor Flash还支持随机访问，即

可以直接按地址读取任何存储单元的数据。

2. Nand Flash原理：

Nand Flash也是一种非易失性存储器技术，采用了串行式的存

储结构。它由一组相互连接的存储单元组成，每个存储单元可以存储多个位信息。Nand Flash的读取操作是以块为单位进行的，需要按照顺序从存储块的开头读取数据。Nand Flash没有

提供直接随机访问的功能，需要通过读取整块数据，并在内部进行解码和处理才能获取所需的数据。

Nor Flash和Nand Flash在存储密度、读写速度、擦除操作等

方面有着不同的优势和局限性。Nor Flash适用于在系统中需

要频繁读取数据的应用场景，如代码执行、系统启动等；而Nand Flash适用于需要较大存储容量和较低成本的应用场景，

如音视频存储、移动设备存储等。

flash读写原理

Flash读写原理是指Flash存储器的读取和写入数据的基本原理和过程。

Flash存储器是一种非易失性存储器，它基于电荷积累效应来

存储数据。Flash存储器的基本单元是闪存单元，每个闪存单

元可以存储一个位。闪存单元由一个栅极和一个控制栅极组成，控制栅极上有一个浮动栅极，其中存储电荷来表示数据的0或1。

Flash存储器的读取过程是通过向闪存单元的栅极施加电压来

读取栅极上的电荷。读取时会施加一个特定的电压和时间来测量栅极上的电荷量，根据电荷量的大小来判断闪存单元存储的是0还是1。

Flash存储器的写入过程是通过向闪存单元的控制栅极施加一

定的电压来改变栅极上的电荷。写入时，首先将栅极预充电为特定电压。然后，根据要写入的数据是0还是1，向控制栅极

施加一个更高或更低的电压，使栅极上的电荷量发生变化。最后，通过一个称为擦除的过程来清除控制栅极上的电荷，以便重新写入新的数据。

Flash存储器的读取和写入过程都需要特定的电压和脉冲信号

以控制栅极上的电荷变化，而这些电压和脉冲信号是由控制器提供的。同时，Flash存储器还可以通过分扇区或分页的方式

进行读取和写入操作，以提高读写速度和效率。

flash读写工作原理

Flash存储器是一种常用于嵌入式系统和移动设备中的非易失性存储器。它具有快速的读写速度、低功耗、可靠性高等优点，是许多电子设备

中的重要组成部分。

Flash存储器使用的是一种称为浮栅结构的技术。在Flash存储器中，每个存储单元都包含一个或多个浮栅晶体管。这些晶体管用于储存数据。Flash存储器中的每个存储单元可存储一个比特（1或0），这取决于浮

栅结构的电荷状态。

Flash存储器的工作原理可以分为读操作和写操作两个主要阶段。

在读操作中，首先，电路会将所需的地址发送到存储器芯片。然后，

读取命令被发送以指示芯片进行读取操作。一旦读取命令被接收，存储器

芯片会根据所提供的地址，将相应存储单元中的电荷状态读取并发送回控

制器。控制器将接收到的数据解码，并将其传递给上层系统进行处理。

在写操作中，首先，电路将待写入数据和地址发送到芯片。然后，写

入命令被发送以指示芯片进行写入操作。一旦写入命令被接收，存储器芯

片会将待写入数据的电荷状态写入相应的存储单元。写入操作的难点在于，写入时需要改变存储单元的电荷状态。这是通过将电场应用于浮栅晶体管

来实现的。电场的大小决定了电荷的分布，从而改变了浮栅结构的电荷状态。写入操作通常需要较长的时间，并且会导致存储单元中的电荷透出，

因此在写入操作完成后，通常需要进行擦除操作来恢复存储单元中的电荷

状态。

Flash存储器的擦除操作是一项复杂的过程，影响了存储器的性能。

擦除一般是以块为单位进行的，每个块包含多个存储单元。在擦除操作中，存储器芯片首先擦除整个块，然后将所需的数据写入其中。

Flash存储芯片工作原理

引言概述：

Flash存储芯片是一种非易失性存储设备，被广泛应用于各种电子设备中。本文将详细介绍Flash存储芯片的工作原理，包括擦除、写入和读取操作的过程，以及其优缺点和应用领域。

一、擦除操作：

1.1 擦除单元：Flash存储芯片的最小擦除单元是一个扇区或者一个块，通常为64KB或者256KB。擦除操作是将整个扇区或者块的数据全部擦除为1。

1.2 擦除方法：Flash存储芯片采用电子擦除方法，通过向存储单元中加入高电压来擦除数据。这个过程中，存储单元中的浮栅电荷被清除，将其电压重新设置为初始状态。

1.3 擦除速度：Flash存储芯片的擦除速度相对较慢，普通需要几毫秒到几十毫秒的时间。这是因为擦除操作需要较高的电压和较长的时间来完成。

二、写入操作：

2.1 写入单元：Flash存储芯片的最小写入单元是一个页面，通常为512字节或者2KB。写入操作是将数据写入到一个空白的页面中。

2.2 写入方法：Flash存储芯片采用电子写入方法，通过向存储单元中加入适当的电压来改变单元的电荷状态。这个过程中，存储单元中的浮栅电荷被改变，将其电压重新设置为目标状态。

2.3 写入速度：Flash存储芯片的写入速度相对较快，普通需要几微秒到几十微秒的时间。这是因为写入操作只需要改变存储单元的电荷状态，不需要擦除整个扇区或者块。

三、读取操作：

3.1 读取单元：Flash存储芯片的最小读取单元是一个字节。读取操作是将存储单元中的数据读取出来。

3.2 读取方法：Flash存储芯片采用电子读取方法，通过检测存储单元中的电荷状态来读取数据。根据电荷状态的不同，可以判断出单元中存储的是0还是1。

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flash存储原理

一、半导体存储设备的原理

目前市面上出现了大量的便携式存储设备,这些设备大部分是以半导体芯片为存储介质的。采用半导体存储介质,可以把体积变的很小,便于携带;与硬盘之类的存储设备不同,它没有机械结构,所以也不怕碰撞;没有机械噪声;与其它存储设备相比,耗电量很小;读写速度也非常快。半导体存储设备的主要缺点就是价格和容量。

现在的半导体存储设备普遍采用了一种叫做“FLASH MEMORY”的技术。从字面上可理解为闪速存储器,它的擦写速度快是相对于EPROM而言的。FLASH MEMORY是一种非易失型存储器,因为掉电后,芯片内的数据不会丢失,所以很适合用来作电脑的外部存储设备。它采用电擦写方式、可10万次重复擦写、擦写速度快、耗电量小。

1.NOR型FLASH芯片

我们知道三极管具备导通和不导通两种状态,这两种状态可以用来表示数据0和数据1,因此利用三极管作为存储单元的三极管阵列就可作为存储设备。FLASH 技术是采用特殊的浮栅场效应管作为存储单元。这种场效应管的结构与普通场管有很大区别。它具有两个栅极,一个如普通场管栅极一样,用导线引出,称为“选择栅”;另一个则处于二氧化硅的包围之中不与任何部分相连,这个不与任何部分相连的栅极称为“浮栅”。通常情况下,浮栅不带电荷,则场效应管处于不导通状态,场效应管的漏极电平为高,则表示数据1。编程时,场效应管的漏极和选择栅都加上较高的编程电压,源极则接地。这样大量电子从源极流向漏极,形成相当大的电流,产生大量热电子,并从衬底的二氧化硅层俘获电子,由于电子的密度大,有的电子就到达了衬底与浮栅之间的二氧化硅层,这时由于选择栅加有高电压,在电场作用下,这些电子又通过二氧化硅层到达浮栅,并在浮栅上形成电子团。浮栅上的电子团即使在掉电的情况下,仍然会存留在浮栅上,所以信息能够长期保存(通常来说,这个时间可达10年。由于浮栅为负,所以选择栅为正,在存储器电路中,源极接地,所以相当于场效应管导通,漏极电平为低,即数据0被写入。擦除时,源极加上较高的编程电压,选择栅接地,漏极开

路。根据隧道效应和量子力学的原理,浮栅上的电子将穿过势垒到达源极,浮栅上没有电子后,就意味着信息被擦除了。

由于热电子的速度快,所以编程时间短,并且数据保存的效果好,但是耗电量比较大。

每个场效应管为一个独立的存储单元。一组场效应管的漏极连接在一起组成位线,场效应管的栅极连接在一起组成选择线,可以直接访问每一个存储单元,也就是说可以以字节或字为单位进行寻址,属于并行方式。因此可以实现快速的随机访问,但是这种方式使得存储密度降低,相同容量时耗费的硅片面积比较大,因而这种类型的FLASH芯片的价格比较高。

特点:数据线和地址线分离、以字节或字为单位编程、以块为单位擦除、编程和擦除的速度慢、耗电量大、价格高。

2.NAND型FLASH芯片

NAND型FLASH芯片的存储原理与NOR型稍有不同,编程时,它不是利用热电子效应,而是利用了量子的隧道效应。在选择栅加上较高的编程电压,源极和漏极接地,使电子穿越势垒到达浮栅,并聚集在浮栅上,存储信息。擦除时仍利用隧道效应,不过把电压反过来,从而消除浮栅上的电子,达到清除信息的结果。

利用隧道效应,编程速度比较慢,数据保存效果稍差,但是很省电。

一组场效应管为一个基本存储单元(通常为8位、16位等。一组场效应管串行连接在一起,一组场效应管只有一根位线,属于串行方式,随机访问速度比较慢。但是存储密度很高,可以在很小的芯片上做到很大的容量。

特点:读写操作是以页为单位的,擦除是以块为单位的,因此编程和擦除的速度都非常快;数据线和地址线共用,采用串行方式,随机读取速度慢,不能按字节随机编程。体积小,价格低。芯片内存在失效块,需要查错和效验功能。

3.AND型FLASH芯片

AND技术是Hitachi公司的专利技术。AND是一种结合了NOR和NAND

的优点的串行FLASH芯片,它结合了INTEL公司的MLC技术,加上0.18μm的生产工艺,生产出的芯片,容量更大、功耗更低、体积更小、采用单一操作电压、块比较小。并且由于内部包含与块一样大的RAM缓冲区,因而克服了因采用MLC 技术带来的性能降低。

特点:功耗特别低,读电流为2mA,待机电流仅为1μA。芯片内部有RAM缓冲区,写入速度快。

// MLC(Multi-level Cell技术,这是INTEL提出的一种旨在提高存储密度的新技术。通常数据存储中存在一个阙值电压,低于这个电压表示数据0,高于这个电压表示数据1,所以一个基本存储单元(即一个场效应管可存储一位数据(0或者1。现在

将阙值电压变为4种,则一个基本存储单元可以输出四种不同的电压,令这四种电压分别对应二进制数据00、01、10、11,则可以看出,每个基本存储单元一次可存储两位数据(00或者01或者10或者11。如果阙值电压变为8种,则一个基本存储单元一次可存储3位数据。阙值电压越多,则一个基本存储单元可存储的数据位数也越多。这样一来,存储密度大大增加,同样面积的硅片上就可以做到更大的存储容量。不过阙值电压越多,干扰也就越严重。

二、各种各样的半导体存储卡

1.ATA FLASH卡

这种存储卡是基于FLASH技术(通常采用NAND型的ATA接口的PC卡。在电源管理方面,具备休眠、待命、运行和闲置等4种模式,整体功耗比较小。具有

I/O、内存和ATA三种接口方式。由于体积比较大,所以可以使用更多的存储芯片,因而也可以做到更大的容量。主要用于笔记本电脑、数码相机和台式PC 机。

从图中可以看出,ATA FLASH卡由控制芯片和存储模块两部分组成。智能化的控制芯片有两个作用,一是对FLASH芯片的控制,另外就是完成PC卡的ATA (IDE 接口功能。由于接口支持IDE模式,所以可以通过简单的转接到PC机的IDE接

口。它支持扇区方式读写,可以象操作硬盘一样对它进行各种操作。接口有68个引脚。因为引脚中的电源和地两个引脚比其它引脚要长,保证了信号脚先分离,最后断电,所以支持热插拔。

主要特点:存储容量大(可达1G、即插即用、支持热插拔、传输速率约10M/s。

ATA FLASH卡需要专用的读写设备,通常笔记本电脑内置了这种读写器。

2.CF卡

COMPACTFLASH是一种小型移动存储设备。这种标准是在1994年由SCANDISK公司提出的。CF卡兼容PCMCIA-ATA标准、兼容TRUEIDE标准、兼容ATA/ATAPI-4标准。其体积为43mm (1.7" x 36mm (1.4" x 3.3mm (0.13",有50条引脚。主要用于数码相机、MP3播放器、PDA等便携式产品。

CF卡的内部结构与ATA FLASH卡类似,也是由控制芯片和存储模块组成。智能化的控制芯片提供一个连接到计算机的高电平接口,这个接口运行计算机发布命令对存储卡以块为单位进行读写操作。块的大小为16K,有ECC效验。控制芯片管理着接口协议、数据存储、通过ECC效验修复数据、错误诊断、电源管理和时钟控制,一旦CF卡通过计算机的设置,它将以一个标准的ATA硬盘驱动器出现,你可以象对其它硬盘一样对它进行操作。

CF卡需要专用的读写设备。但是因为它兼容PCMCIA-ATA标准,所以可以通过一个转接卡当做PCMCIA设备来使用。

3.SM卡

SMART MEDIA CARD简称SM卡,它是基于NAND型FLASH芯片的存储卡。它的最大特点是体积小(45.0mm x 37.0mm x 0.76mm 、重量轻(2克。主要用于数码相机、PDA、电子音乐设备、数码录音机、打印机、扫描仪以及便携式终端设备等。