LK存储介质Nand Flash驱动模块设计与性能优化

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NAND Flash固态存储卡的设计与实现

收稿日期：０１１—１２１—２３
修改稿日期：０２０ —０２１－３３
作者简介：尹
营（９８）女，１７一，四川绵阳人，硕士，工程师，主要从事数字电路设计
第２期
尹
蕾：ＮＡＮｌｓＤＦａｈ固态存储卡的设计与实现
３１Ｏ
该存储卡用于高速采样存储
系统，要求写入速度快、储容量存
大．统选用的ＮＡＮＤＦａｈ芯系ｌｓ片为三星的Ｋ９Ｇ０Ｕ５，ＮＣ８Ｍ该
Ｆａｈ芯片单片的容量为８ＧＢｌｓ．该Ｆａｈ的基本结构为：ｌｓ４个ｄｅｉ，
每个ｄｅ含８１２块，ｉ包９每块包含
容量和存储带宽的要求在不断提高．
固态存储卡由控制单元和存储单元组成，相较与传统的硬盘而言有以下的优点：它由于没有电机加速旋转的过程，以启动快；所由于不用磁头，快速随机读取，以读延迟极小；所由于没有机械马达和风扇，
Ａｐｒ２２．０１
２１０２年４月
ＮＡＮＤＦａｈ固态存储卡的设计与实现ｌｓ
尹蕾
（国工程物理研究院电子工程研究所，川绵阳６１０）中四２９０
摘要：述了一种基于ＣＣ的高速固态存储板卡的设计和实现．存储卡用于某项目中频采样存储设备描ＰＩ该
据传输速率为５０ＭＢｓ理论上可以达到２Ｇ／）存储容量为７８Ｇ．０／（Ｂｓ，６Ｂ

NAND_Flash结构与驱动分析

一、NANDflash的物理组成NANDFlash的数据是以bit的方式保存在memorycell，一般来说，一个cell中只能存储一个bit。

这些cell以8个或者16个为单位，连成bitline，形成所谓的byte(x8)/word(x16)，这就是NANDDevice的位宽。

这些Line会再组成Page，(NANDFlash有多种结构，我使用的NANDFlash是K9F1208,下面内容针对三星的K9F1208U0M)，每页528Bytes(512byte(MainArea)+16byte(SpareArea))，每32个page形成一个Block(32*528B)。

具体一片flash上有多少个Block视需要所定。

我所使用的三星k9f1208U0M具有4096个block，故总容量为4096*(32*528B)=66MB，但是其中的2MB是用来保存ECC校验码等额外数据的，故实际中可使用的为64MB。

NANDflash以页为单位读写数据，而以块为单位擦除数据。

按照这样的组织方式可以形成所谓的三类地址：ColumnAddress：StartingAddressoftheRegister.翻成中文为列地址，地址的低8位PageAddress：页地址BlockAddress：块地址对于NANDFlash来讲，地址和命令只能在I/O[7:0]上传递，数据宽度是8位。

二、NANDFlash地址的表示512byte需要9bit来表示，对于528byte系列的NAND，这512byte被分成1sthalfPageRegister和2ndhalfPageRegister，各自的访问由地址指针命令来选择，A[7:0]就是所谓的columnaddress(列地址)，在进行擦除操作时不需要它，why?因为以块为单位擦除。

32个page需要5bit来表示，占用A[13:9]，即该page在块内的相对地址。

A8这一位地址被用来设置512byte的1sthalfpage还是2ndhalfpage，0表示1st，1表示2nd。

lflash

FLASH在存储系统中的应用

NOR型与NAND型闪存的区别很大，打个比方说， NOR型闪存更像内存，有独立的地址线和数据线，但价格比较贵，容量比较小；而NAND型更像硬盘，地址线和数据线是共用的I／O线，类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线传送，而且NAND 型与NOR型闪存相比，成本要低一些，而容量大得多。因此，NOR型闪存比较适合频繁随机读写的场合，通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行，因此我们一般采用Nor Flash来存储系统程序；NAND型闪存主要用来存储资料数据，这样，我们就充分的利用了两种Flash存储设备的特点，使系统性价比更高。
基于NAND FLASH的嵌入式文件系统的改进与优化

SFFS为了让NAND Flash每个擦除块的寿命趋于平均，在垃圾回收和空闲块分配过程中借鉴了冷热数据的思想。SFFS中的属性节点块存储的是热数据，数据节点块存储的是冷数据。由于热数据被访问或修改的频率较大，那么属性节点块中产生废弃数据的概率就比较的大，所以对属性节点块进行垃圾回收的概率大，对其进行擦除操作的频率较高与数据节点块。为了平衡这种概率，在 SFFS中，一个块这次被用于存储属性节点，在此次经过垃圾回收后，下次将会被用于存储数据节点，反之依然。这样便于实现一定程度的磨损平衡。
FLASH在嵌入式系统中的优化设计
存储介质

目前常见的大容量存储介质有EEPROM，大容量Flash 芯片、存储卡、硬盘等。EEPROM能按位写入和删除，不过由于是按位操作，因此写入慢、耗电量高，而闪存(Flash Memory)擦除以块为单位，编程以页为单位，写入速度快、耗电量低，而且，闪存的存储密度要比 EEPROM高，其容量可达4Gb。目前市场上的绝大多数存储卡都是以Flash为存储模块的，其中SD卡是一种基于闪存(Flash Memory)的存储卡，由于它具有安全性高，容量大，性能佳，环境适应性好等优点，目前已有越来越多的消费类数码产品采用SD卡作为存储介质，如数码相机、MP3播放器、掌上电脑等等。相比之下， Flash芯片和存储卡能更好地满足嵌入式系统对存储介质的要求。

NANDFlash的驱动程序设计

NANDFlash的驱动程序设计NAND Flash是一种非常常见的闪存存储器技术，被广泛应用于各种存储设备中，如固态硬盘（SSD）、智能手机、平板电脑等。

在NAND Flash的使用中，驱动程序的设计起到了至关重要的作用，它负责管理NAND Flash的读写操作、错误校验和坏块管理等功能，下面将详细介绍NAND Flash驱动程序的设计要点。

一、硬件初始化NAND Flash驱动程序的第一个任务是对底层硬件进行初始化。

这包括将NAND Flash的外设进行初始化，初始化NAND Flash控制器、时钟、引脚状态等。

除此之外，还需要读取存储设备的ID信息，根据ID信息识别NAND Flash的型号和芯片的特性。

二、坏块管理坏块是NAND Flash存储器中的一种常见问题，这会对数据的读写造成很大的影响。

因此，驱动程序需要实现坏块管理功能，通过检测和标记坏块，确保数据的可靠性。

具体操作包括读取坏块表、标记坏块、零填充和迁移数据等。

三、页擦除和写入在进行数据读写操作之前，需要先进行页擦除操作。

页擦除是将整个NAND Flash页面的数据擦除为全0，以便写入新的数据。

驱动程序需要实现页擦除操作，并确保擦除的正确性。

写入操作是将数据写入NAND Flash的页面中，包括数据的写入和校验。

驱动程序需要实现数据的写入功能，并对写入的数据进行校验，确保数据的正确性。

同时，还需要考虑到写入性能的优化，如批量写入、异步写入等方式。

四、数据读取驱动程序需要实现数据的读取功能，包括读取数据和校验读取的数据。

在读取过程中，需要注意读取的数据是否与写入的数据相符，以及是否发生了错误。

如果发现数据错误，驱动程序需要进行纠错处理，如使用错误检测与纠正（ECC）算法。

五、垃圾回收和回收管理垃圾回收是回收已经无法再写入的块，以便将来新数据的存储。

驱动程序需要实现垃圾回收功能，定时扫描并标记需要回收的块，并进行擦除。

回收管理包括垃圾回收策略的选择、回收操作的优化等。

nand flash 工作原理

nand flash 工作原理NAND Flash工作原理NAND Flash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、平板电脑和固态硬盘等。

它的工作原理基于电子浮动栅技术，具有高速读写、低功耗和较长的寿命等优点。

NAND Flash是由一系列的存储单元组成，每个存储单元称为一个页（Page），每个页又由若干个数据块（Block）组成。

每个数据块包含多个存储单元，其中的每个存储单元能够存储一个或多个位的数据。

NAND Flash的最小存储单元是一个位（Bit），在实际应用中一般以字节（Byte）为单位进行数据读写。

NAND Flash的工作原理可以分为读操作和写操作两个过程。

首先，我们来看看读操作的流程。

当系统需要读取NAND Flash中的数据时，首先需要向Flash控制器发出读指令。

控制器根据指令确定要读取的页地址，并将这个地址发送给NAND Flash芯片。

芯片根据地址找到对应的页，并将页中的数据按位读取出来。

读取的数据经过解码处理后，通过控制器传输给系统。

读操作的速度非常快，可以达到几百兆字节每秒。

接下来，我们来看看写操作的流程。

当系统需要向NAND Flash中写入数据时，首先需要擦除一个数据块。

擦除操作是将数据块中的所有页都置为1的过程，这是因为NAND Flash的写操作只能将1改写为0，不能反过来。

擦除操作是一个相对较慢的过程，通常需要几毫秒到几十毫秒的时间。

擦除完成后，系统可以向NAND Flash中的指定页写入数据。

写操作的过程是将要写入的数据按位编码并逐位写入到NAND Flash中。

写操作的速度相对于读操作要慢一些，通常在几十兆字节每秒的范围内。

NAND Flash的寿命是一个重要的指标，它通常以擦除次数来表示。

每次擦除操作都会导致存储单元的寿命缩短，当某个存储单元经过多次擦除后不能正常工作时，整个数据块就会被标记为无效。

为了延长NAND Flash的寿命，通常会采用一些技术手段，如均衡擦除操作、错误纠正码和写放大等。

基于Nand+Flash的大容量存储装置的设计与研究

孟令军
副教授
工学硕士电路与系统 20 日 23 日 30 日
2015 年 5 月 20 日
万方数据
原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：日期：
关键词： Nand Flash；大容量；存储阵列；坏块编码管理；FPGA
万方数据
中北大学学位论文
The design and research of large-capacity device based on nand flash
Abstract
Nand flash — a non-volatile memory medium, has been widely used in the memory devices of high speed and low power consumption because of many advantages such as wider range of temperature, high shock resistance, high reliability, etc. Many films such as modern space and military equipments highly acquisite all kinds of information, all these need high speed, large capacity memory devices to cooperate the acquisitions. The paper, firstly, surveyed and Analysis the research backgrounds of the memory devices, especially the large capacity ones, in the background of the researches and developments of large capacity memory devices at home and abroad, and designed a large capacity device, according to the actual demand of the multi channels data storage in the process of dynamic signal test. The device built a memory array based on signal chip Nand Flash, the array is a key of the memory device. Receiving 8 channels highly LVDS image data at the input port of the memory device,the data format of single channel image data was: 320(Columns) 256(Rows) 16(bits). The device stored these image data into the flash array under the control of the main control chip—FPGA, aiming at Data transmission in the PFGA, the paper designed the transmission mode—data, to avoid unnecessary loss of time. Aiming at that the flash chip would not response the other program while the flash was in the process of programming, the paper deigned a time-sharing load storage technology to improve the average storage rate. In this paper, the system illustrated the receiving the image by LVDS, data transmission and controlling respectively from the hardware and software to ensure the reliability of the large capacity storage device, the paper focused the BCH error correcting coding management about the bad block, wearleveling, etc. Because the bad block management in coding process appeared the problem with the same location about the bad block, the paper designed a bad block table reconstruction technique. The system used altera company’s cyclone III series FPGA to control the whole storage system, the clock was 50MHz. By analyzing the data acquired from the experiments, the device built of the Nand Flash array could record the image data effectively, reliably, and managed the bad block effectively, it met the requirements of design, had the very high

NANDFlash阵列存储系统中FTL的设计与实现

摘要近年来，随着技术的进步，NAND Flash型闪存已逐渐褪去其以往高价的形象，在轻巧度、可靠度以及容量上不断地提升，加上其低功耗、掉电非易失等特点，已被广泛应用于各种移动设备及嵌入式存储系统中。

以NAND Flash作为存储介质的固态硬盘（SSD），由于具有普通的磁介质硬盘（HDD）所不能比拟的优点，在近些年来迅速成为存储领域的热点技术。

然而，一个典型的NAND Flash器件是由若干个块（block）组成，而每块又包含若干页（page），其特殊的物理结构使NAND Flash无法像磁介质硬盘一样原地更新数据，因此，需要在文件系统及物理层之间加入闪存转换层（FTL），解决文件系统的逻辑扇区地址与NAND Flash物理页地址的映射问题。

本文提出并实现了一套基于NAND Flash阵列存储系统中FTL的设计算法，包含地址映射、坏块管理，主要完成的工作如下：[1].构建地址映射对于逻辑地址到物理地址的映射，实现了一种基于LOG BLOCK的混合映射机制，可以有效的避免不必要的拷贝与擦除操作，做到实时更新映射表，节约映射时间，且同时减小了映射表占有的空间大小。

[2].坏块管理以数组的形式对系统中的32片NAND Flash的坏块进行管理，对于出厂坏块及使用坏块使用不同的判别方法。

实现了坏块检测及坏块重映射，保证数据不会因坏块的存在造成丢失。

[3].FTL整体测试针对本课题的预期设计结果，进行了相关的可靠性及稳定性测试，并对实验结果进行了分析。

经过测试，实验运行结果实现了预期研究方案中的功能，达到了预期的结果，有效的减小了映射表的大小和页拷贝、块擦除次数，提高了系统性能。

关键词：NAND Flash FTL 地址映射坏块管理AbstractWith the technological advances, NAND Flash memory has gradually changed its image of costliness in recent years. In the area of weight, reliability and capacity, NAND Flash has upgraded continuously, with its characteristics of low power-consumption and non-volatile, NAND Flash has been widely used in a variety of mobile devices and embedded memory systems. The solid-state drive (SSD), which is a storage system based on NAND Flash, completely eliminates the mechanical defects of the hard disk drive (HDD). Therefore, NAND Flash is rapidly becoming a hot area of storage technology recently. However, a typical NAND Flash device is made up of number of blocks, and each block is made up of number of pages, its unique physical structure enable NAND Flash’s updating operation is different from HDD’s, because NAND Flash need a write should be preceded by an erase operation. So, a flash translation layer (FTL) is introduced to solve the mapping problem between the logical address and physical address. In this paper, the design of FTL in NAND Flash array system includes the following:[1].Mapping schemeTo complete the mapping, a LOG BLOCK-based hybrid mapping scheme is proposed. It can effectively avoid the unnecessary copying and erasing operations, and achieve the real-time updating. The scheme is time-saving and space-saving.[2].Bad block managementIn the form of an array to manage bad blocks, there are different methods to identify the initial and runtime bad blocks. The implementation of the bad blocks re-mapping to ensure that data would not be lost due to bad blocks.[3].The overall test for FTLFor the expecting result of the design, a relevant test of the reliability and stability is carried out, and experimental results are analyzed.All of the experimental results showed that the design of FTL in NAND Flash array system was compact and steady, the mapping scheme implemented in the FTL reduced the size of mapping table, the times of page copy and block erase effectively. It provided well compatibility in the system.Key Words：NAND Flash FTL Address Mapping Bad Block Management目录第1章绪论 (1)1.1 课题来源及意义 (1)1.2 课题相关技术背景 (1)1.2.1 固态硬盘简介及其分类 (1)1.2.2 固态硬盘控制器简介 (3)1.2.3 SSD设计的关键问题 (4)1.3 本文的研究内容与组织结构 (4)第2章NAND Flash阵列存储系统的基本原理 (8)2.1 Flash型存储器简介 (8)2.1.1 NAND Flash与NOR Flash (8)2.1.2 SLC NAND Flash与MLC NAND Flash (10)2.1.3 NAND Flash器件的指令 (12)2.1.4 NAND Flash器件的操作特点 (14)2.1.5 NAND Flash器件的相关参数介绍 (15)2.2 NAND Flash阵列存储系统硬件结构 (17)第3章 NAND Flash阵列存储系统中FTL的设计与实现 (19)3.1 两种典型的设计方法 (19)3.1.1 闪存型文件系统 (19)3.1.2采用FTL结构的文件系统 (20)3.2 FTL的多种算法研究 (21)3.3 NAND Flash阵列存储系统中FTL的设计方法 (26)3.3.1 FTL的设计目标 (26)3.3.2 FTL设计流程 (27)3.4 地址映射的实现 (29)3.4.1 NAND Flash阵列混合地址映射的实现 (29)3.4.2 映射表查找及更新方法 (37)3.5坏块管理表的建立方法 (37)3.5.1 坏块管理流程 (37)3.5.2 初始化坏块检测的实现 (39)3.5.3使用中坏块的辨识与检测 (40)3.5.4坏块查找表与重映射原理 (41)3.6冗余字节的信息存储安排 (41)第4章实验结果分析 (43)4.1 系统兼容性分析 (43)4.2突发状况下保证数据安全方法 (43)4.3 实验测试方案及结果 (44)4.3.1 实验测试方案 (44)4.3.2 坏块管理形式 (44)4.3.3地址映射机制的比较 (45)4.3.4 读写测试及分析 (47)总结 (52)参考文献 (54)致谢 (57)第1章绪论1.1 课题来源及意义NAND Flash，一种非易失性存储介质，在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，其存储特性相当于硬盘。

WinCE系统上大容量NAND Flash驱动设计与优化

第30卷　第2期2007年4月电子器件Ch inese Jou r nal Of Elect ro n DevicesVol.30　No.2Ap r.2007D esig n and Optimi zatio n o f Lar g e 2C ap acity N AN D Flash Dr iver B ased on WinCE SystemZ H A N G Ch ao ,Z H A N G Z he ,H U Chen(N ati onal AS IC S ystem Engi neeri ng Center ,S out heas t Uni versi t y ,Nanj i n g 210096,Chi na)Abstract :A s NAND Flash has t he advant ages of f ast access ti me ,small size a nd low cost ,i t ’s t he appro 2pria te storage de vice for mass dat a.Thi s paper designs a sol ution for large 2capacit y NAND Fl ash applica 2t ion on WinCE.Thi s paper use s t he met hods of dynamic sector al locat io n ,bad block mana gement a nd buff er cache to improve t he dri ver ’s st abilit y and performance.The driver ’s t hroughput can reach 2Mbyte/s for reading and 3Mbyte/s for wri ting.It has passe d t he t est of CET K.K ey w or ds :mass stora ge ;dynamic sect or allocation ;bad block ma nagement ;buffer cache EEACC :2570WinCE 系统上大容量NAN D Fla sh 驱动设计与优化张　超,张　哲,胡　晨(东南大学国家专用集成电路系统工程中心,南京210096)收稿日期622作者简介张　超(82),男,硕士研究生研究方向为微电子与固体电子学、嵌入式系统设计,z @;张　哲(62),男,东南大学电子工程系博士研究生、讲师;胡　晨(62),男,东南大学电子工程系教授摘　要:NAND Fla sh 具有存取速度快、体积小、成本低的特点,适宜作为海量数据的存储设备.本文设计了一种大容量NAND FLAS H 在WinC E 系统上的实现方案.通过动态扇区分配、坏块管理和数据缓存等技术,提高了Flash 驱动的安全性、稳定性和读写性能.经过优化后,平均读取速度2M byte/s ,写入速度3Mbyte1/s.整个驱动通过了微软测试工具CET K(WinC E Test kit)的测试.关键词:大容量存储设备;嵌入式WinCE;动态扇区分配;坏块管理;数据缓存中图分类号:TP333 文献标识码:A 文章编号:100529490(2007)022******* 随着嵌入式系统的发展,对大容量低功耗存储器需求日益增强.特别是在手持和车载导航领域,由于导航地图往往体积庞大(大于1G B),因此急需一种与之相应的大容量存储设备.NAND Flash 以其低廉的价格,快速的擦写速度和相对较小的体积,在该领域显示了极强的竞争力.同时大容量芯片与小容量在结构上不尽相同,这也造成了两者驱动的差别.本文在XScal e 硬件平台和WinCE 操作系统上实现了一种高效、安全、稳定的大容量(2G B )Nand Flash 驱动.1　硬件方案设计本文使用PXA255处理器(400M Hz )、2MBNOR Fla sh (E28F128)和64Mbyt e SDRAM(W981216),NAND Fla sh 由两片三星公司K9W8G 08U1M (1G B )芯片级联而成.每块K9W8G 08U1M 芯片其实由两块K 9K4G 08U0M (512Mbyte )芯片封装而来,它们通过两根片选(/CE1和/C E2)分别选通[1].本文采用采用GP IO 方式控制读写和擦除时序,具体的操作由FMD 层实现.AL E (地址锁存)、CL E (命令锁存)、R/B (空闲/忙)和CE 分别通过PXA255的GPIO 口控制,同一时刻最多只能选中一片.经过软件控制,将四片分立的512MB 存储区域组成一块地址连续的2G B 存储块.NAND Fla sh 的读写控制信号/R E 和/WE 由PXA255内存控制器的片选(CS1)和读写信号(/OE:2000410:la rk ho tmail.co m 197197和/WE)通过或门给出[2],图1.图1　硬件连接图2　驱动方案设计在Wi nC E系统中,NAND Fla sh驱动由FAL (fla sh abst raction l ayer)和FMD(fla sh media dri v2 er)两层构成[3].FMD层实现与芯片相关的操作如读、写和擦除等,FAL层实现扇区的动态分配和坏块管理.这两部分链接构成块设备驱动,提供标准的流接口给上层文件系统调用.FAL和FMD之间通过一个Buff er2Cache进行数据缓存和格式转换.图2　系统框架扇区(Sect or)是访问块设备驱动的最小数据单位.WinCE系统中,1Sector=512byt e.每个扇区相对于卷的引导扇区都有惟一的逻辑扇区号.从文件系统看,块设备就是一个逻辑扇区号连续的字节数组.同时,每个扇区还拥有惟一的物理扇区号.通过它,块设备驱动读写底层设备(如硬盘)数据.然而NA ND Flash并没有扇区的概念,它通过块(Block)和页(Page)两级组织.块是擦除操作的基本单位,页是数据读写的基本单位.对于三星大容量(大于128 Mbyte)NAND芯片,1Block=64Page,1Pa ge= (2k+64)byte.Buffer Cache实现了物理扇区号到Flash页号的转换,解决了以页为单位的Flash物理特性和以扇区为单位的块设备接口之间的矛盾.3　驱动实现3　F L层F L层的主要功能是实现扇区的动态分配、逻辑扇区到物理扇区的地址转换和坏块管理(1)扇区动态分配NAND Flash在读方面与普通的SRAM存储器类似,可以实现完全的随机读取.它的最大不同在于写方面.当block中的某一位被写为0后,要再改为1,必须擦除整个block[3].因此对于FAL层来说,如果要修改某个逻辑扇区的内容,必须首先读出该扇区所在块的全部数据,在RAM中修改其内容,擦除整块,最后再将数据写回.显然,这种操作方法会带来多次的I/O操作,写入速度慢.而动态扇区分配则将要更新的数据直接写入新的空白物理扇区,修改扇区映射表,将逻辑扇区映射到新的物理扇区[4].这样,节省了读取、修改和擦除步骤,减少硬件读写次数,加快读写速度,使各单元的擦写次数得到平衡,延长使用寿命.(2)逻辑扇区到物理扇区的映射由于使用了动态扇区分配,所以连续的逻辑扇区在实际FL AS H中存放可能并不连续(对应的物理扇区号不连续).逻辑扇区到物理扇区的映射通过查找扇区映射表完成.与逻辑扇区相比,物理扇区除了512byt e的扇区数据外还包含16byte的扇区信息.这十六个字节分为五个部分:坏块标志(1byt e)、FAL标志位(1byte)、OEM标志位(2byt e)、逻辑扇区号(4byt e)和ECC(8byte).FAL标志有三个: Writ e(正在写入数据)、Valid(写入完毕,数据有效)和Invalid(无效).标志位未设置(0XFF)时,表示该扇区为空扇区(数据全为0XFF).在开机时,FAL层顺序扫描物理扇区,根据保存的逻辑扇区号建立有效扇区映射表.同时分别建立空白扇区链表和垃圾扇区链表,管理空扇区和被标志为Invali d的无效扇区.当存储器中的空扇区全部用完后,FAL会从这些无效扇区中回收空间,满足读写要求.(3)坏块管理通常,Fla sh芯片出厂时便会含有一些随机分布的坏块,并且随着读写次数的增加而增加[5].因此驱动需要对坏块进行管理.①初始坏块处理在烧入系统镜像前,EBOO T 会对Na nd Fla sh进行读写检查.当发现坏块时,将该块的第一个扇区的坏块标志置为有效.系统启动时,FAL根据该标志顺序扫描各块,建立坏块表.②操作过程中坏块处理在擦除或者编程过程中发生错误时,FAL将该块中其它扇区的数据重新拷贝到一个新的空块中,然后再将该块标记为坏块,加入到坏块表由于对F的擦除或者编程操作都会使存储单元的内容发生改变,所以F L一旦发现某块成为坏块后便不再对该块进行擦除或编程操936第2期张　超,张　哲等:Wi nC E系统上大容量NAND Fla sh驱动设计与优化.1AAshA作,以免误擦除坏块标志.3.2　Buffer2Cache的原理Buffe r2Cache的主要作用是完成逻辑扇区到实际Flash页的转换,缓存数据,优化读写性能.B uffer -Cache采用分立的读写缓存,读缓存为一页,写缓存为多页写回方式.(1)地址转换物理扇区分为两部分:512byt e的扇区数据区(Data)和16byte的扇区信息区(Info).Flash页也相应的分为两部分:2048byt e的页数据区和64 byt e的页信息区.平均划分页的数据区和信息区,使其与连续的四个物理扇区相对应(图3),完成Flash页和物理扇区间的转换.页地址=物理扇区号/4.Buffer2Cache以页为单位通过FMD接口读写数据,并将其转换成相应的物理扇区返回给上层FAL读写.图3　读写时序(2)缓存数据,减少重复读写从时空局部性上看.由于数据访问在空间和时间上的局部性,使用B U FF ER缓存数据可以显著减少数据的重复读写次数[6].本系统中使用的是FA T 文件系统,它本身包含一个文件读写缓存[7].该缓存对读有很好的缓存效果,不过写采用的是直写(writ e2t hrough)法.到目前为止,WinCE上的FA T 文件系统还没有提供对写回(writ e2back)方法的支持.B uffer2Cache采用分立的读写缓存.由于文件缓存对读操作缓存良好,所以读缓存只开一页大小,满足格式转换的要求即可.写缓存使用写回法,尽量开的大些,以充分利用写的空间局部性[8].(3)减少时序时间如果没有Buffer2Cache转换,直接以扇区为单位读写数据,那么T writesector=T ca+T d+T p r og+T test, T readsector=T ca+T r+T d+T test.T ca:输入命令和地址、T d:I/O口读写数据、T prog:向存储单元烧写数据、T r:从存储单元读出数据、T test:检查操作是否成功.DR(dat a2regi ster)是芯片内部集成的数据寄存器,大小为一页,作为I/O口和内部存储单元间的数据缓存这样读写一页数据就需要T=×T,T=×T而通过B ff2转换后以页为单位进行读写,T’=T+T+4T pr o g+T tes t,T read pag e’=T ca+4T r+4T d+T test,节省了大量输入命令、地址和等待状态检查的时间,见图4.图4　读写时序3.3　Buffer2C a che操作方法B uffer2Cache使用分立的读写缓存.我们先讨论单页读写缓存的使用方法,再将写缓存扩展到多页,通过Cac he Progra m进行优化.3.3.1　单页读写缓存我们先说明只有读(写)缓存时的情况,再分析读缓存和写缓存同时存在时的情况.为了方便说明,现做以下规定:Sr:请求读取的扇区地址;Sw:请求写入的扇区地址;RB:读缓存;WB:写缓存.对扇区的操作用单箭头表示,读为虚线、写为实线.对页的操作用宽箭头表示,读为虚线、写为实线.(1)只有读缓存时当执行读操作时,如果所读扇区就在读缓存内时,缓存命中(Cache2hit)[5],直接从缓存读出数据;如果不在(Cache2miss),调用FMD接口读出扇区所在页填充缓存,并返回所要求扇区的数据给FAL.同时,当执行写操作时,如果读缓存恰好包含所写扇区,则需要在数据写入设备后更新读缓存,见图5.图5　读缓存操作(2)只有写缓存时当执行写操作时,如果扇区所属页已经在写缓存内,则直接更新写缓存;如果不在,首先调用FMD 接口将缓存区中的数据全部写回设备,再将该扇区写入清空后的写缓存.同时,当执行读操作时,如果写缓存恰好包含所读扇区,则首先将写缓存内的数据全部写回,再读取数据(因为NAND FL AS H通过与逻辑更新设备数据,所以写缓存内的数据和最后写入设备后的数据常常不同,所以需要先写回再读出),见图6.(3)读缓存和写缓存同时存在时当S⁄RB或S⁄WB时,操作方法与只有读(写)缓存时相同当S<RB时,首先调用FMD接046电　子　器　件第30卷.w r itepage4w r ite s e ctor r e a d pa g e4re adse ctor.u er Cachewritepage c a4d w r.w图6　写缓存操作口将写缓存中的数据全部写回设备,再将扇区写入清空后的写缓存,并更新读缓存.当Sr<WB时,首先将写缓存中的数据全部写回设备,再读出Sr所在页,更新读缓存,并将数据返回给FAL,见图7.图7　读写缓存共存时的操作3.3.2　CAC H E PRO GRAM和多页写缓存其实,除了上面提到的数据寄存器(DR)外,三星K9W8G08U1M芯片还提供了一个缓存寄存器(CR,cache2ri gi st er),作为I/O口和芯片内部存储单元间的二级数据缓存[2].缓存寄存器保存IO口输入的数据,数据寄存器保存烧写存储单元的数据.缓存寄存器在恰当的时机更新数据寄存器.这样,在向内部存储单元烧入数据的同时(T prog),驱动仍然可以操作I/O口输入新的地址、命令和数据.在烧写前一页的同时,写入下一页的数据,使原先必须串行执行的操作,获得一定并行执行的能力,缩短写操作的时间.这种机制称为Cache Program.图8　Cache P rogram时序Cache Progra m的操作步骤如图8.Tcache指将数据从CAC H E寄存器写入数据寄存器所需的时间.写周期T wc=87ns,读周期T rc=394ns(读写周期由PXA255内存控制器控制[3]).T ca=7×T wc=609ns,T d=(2048+64)×T w c=183.744μs,T p rog=μ,T=μ,T=T+T=8使用后,写入一页的时间分为三种情况写入第一页时T f=T+T+T,写入最后一页的时T lastpage=2T prog+T test,中间写入的页T midpag e=T p r og+T cache.如果连续输入N页(N>=3),那么每页平均耗时T av=(T fistpage+(N-2)T mid page+T lastpage)/N=T prog+T cache+(T ca+T d+T test-T cache)/N.ΔT writepage=T w ritepage-T av=(N-1)×(T ca+T d+T test-T cache)/N.当N足够大时,ΔT w ritepage≈T ca+T d+T tes t-T cache=182.384μs,ΔT writepage/T w ritepage=47.51%.Cache Program所操作的页必须在同一块中,因此N最大等于64.为了使用Cache2Program,我们需要将写缓存扩展到多页,这样写操作也发生了相应的变化(如图9).因为Cac he2Progra m操作的页必须在同一块中,所以当写入扇区所在块与写缓存的所属块不同时,需要调用Cache2Program将写缓存中的数据全部写回,再更新写缓存.图9　多页写缓存操作流程4　测试结果分析本文使用两套测试方法评估NA ND FL AS H驱动的性能.首先,使用Wi nC E自带的系统测试工具C ET K(Wi nC E Te st ki t)测试通过块设备接口直接读写数据的能力[3].再调用CopyFile测试通过文件系统接口读写数据的能力.前者直接反映驱动的性能,而后者则更加接近实际使用中的情况.CE T K存储设备测试分别使用大小为32个扇区、64个扇区和128个扇区的缓存,通过块设备接口读写Fla sh数据,测试结果如表1和表2(单位为m s、平均带宽单位为kbyte/s).表1　读测试结果缓存类别扇区数368平均带宽无缓存8633单页缓存6338多页写缓存146第2期张　超,张　哲等:Wi nC E系统上大容量NAND Fla sh驱动设计与优化200s c ac he2s te st wc rc41ns.Cache Program.istpage ca d c ac he24121419 1.012724 4.714292240.0表2　写测试结果缓存类别扇区数3264128平均带宽无缓存1224491317.6单页缓存1021431513.5多页写缓存39213393.9 在测试中多页写缓存大小为4页.由公式知,N =4时ΔT writepag e/T w r itepage=35.63%,因此使用多页缓存和单页缓存的写入速度相比V mu ltipage/V singlepag e= T writepag e/(T w ritepage-ΔT writepag e)=1.55.而从表中可以看出,使用多页写缓存(cache2progra m)后,V mu ltipage/ V sin glepage=2.24.因此,对于多页写缓存,Cache Pro2 gram带来的性能优化占1.55/2.24=69.2%,剩余的30.8%是由写操作的时空局部性带来的.同时,从表中可以看出,使用多页写缓存后,读取速度有所降低.这是因为采用写回方式后,在试图读取脏块(所要读取的扇区在写缓存内)时,会引发写缓存中的数据写回,导致了读速度的下降.这仅仅是读写带宽的再分配.从总体上看,使用多页写缓存后,性能有了显著的提高.测试二,调用系统函数CopyFile,分别从Flash 中拷出和拷入一个大小为25Mbyte的文件.单位: kbyt e/s.从表中可以看出,使用B uffer2Cache后性能有了明显提升.不过相对于直接调用块设备接口,通过文件系统读写,速度有所下降.表3　文件系统接口测试结果工作态缓存类别无缓存单页缓存多页写缓存读取1370.51517.31475.9写入754.51066.12016.15　结束语本文介绍了在嵌入式W INC E.NE T系统平台上,使用大容量NAND Fl ash作为存储设备的解决方案,详细介绍了动态扇区分配、坏块管理、数据缓存的实现.使用本方案的产品已在江苏东大集成电路系统工程技术有限公司的手持导航PDA中投入使用,系统运行稳定,取得了良好的效果.该方案可以在同类嵌入式产品中推广,具有广阔的应用前景.参考文献:[1]　Samsung C o rp.Fl ash Memory K9W8G08U1M Dat asheet[S],March2000.[2]　Int el C o rp.Int el PXA255Process o r Developer’s Man ual[S],March2003.[3]　付助荣王建华,基于虚拟扇区的Flash存储管理技术[J],单片机与嵌入式系统应用,2004.[4]　吴雨俊,嵌入式系统中的线性Flash文件系统设计单片机与嵌入式系统应用[J],2003(10)[5]　董明刘加等.适宜于嵌入式多媒体应用的Flash文件系统[J].电子技术应用,2002(9).[6]　Al an J ay Sm i t h,C ache m emories[J].ACM C o m p uti ng Sur2veys,1982,14(3):4732530.[7]　陈向群王雷等编著,Wi ndo ws CE.NE T系统分析及实验教程[M],机械工业出版社,2003,5(5):94296.[8]　Randal E.Bryant,David O’Hallaron著,深入理解计算机系统[M],中国电力出版社,2004246电　子　器　件第30卷。

nand_flash读写工作原理_概述说明

nand flash读写工作原理概述说明1. 引言1.1 概述NAND Flash是一种非常常见和重要的存储设备，被广泛应用于各种电子产品中。

它的独特设计使得它成为一种高性能、低功耗、擦写可靠且具有较大容量的存储器解决方案。

由于其许多优点，NAND Flash在移动设备、个人电脑、服务器以及其他许多领域都有着广泛的应用。

1.2 文章结构本文将详细介绍NAND Flash的读写工作原理，并探讨其在存储领域中的优势与应用场景。

首先，我们将简要介绍NAND Flash的基本概念和特点，包括其结构和组成部分。

然后，我们将重点讲解NAND Flash进行读操作和写操作时所涉及的工作原理和步骤。

通过对这些原理的详细阐述，读者将能够全面了解NAND Flash如何实现数据的读取和写入。

除此之外，我们还将探讨NAND Flash相对于其他存储设备的优势，并介绍几个典型应用场景。

这些优势包括快速读写速度、低功耗、体积小且轻便、强大的耐久性以及较大的存储容量。

在应用场景方面，我们将重点介绍NAND Flash 在移动设备领域、物联网和服务器等各个行业中的广泛应用。

最后，我们将进行本文的小结，并对NAND Flash未来的发展进行展望。

通过全面了解NAND Flash的工作原理和优势，读者将能够更好地理解其在现代科技领域中的重要性，并对其未来发展趋势有一个清晰的认识。

1.3 目的本文的目的是通过对NAND Flash读写工作原理进行详细说明，使读者能够全面了解NAND Flash是如何实现数据读写操作的。

此外，我们还旨在向读者展示NAND Flash在存储领域中所具有的优势和广泛应用场景，使其意识到这一存储设备在现代科技产业中所扮演的重要角色。

希望通过本文，读者能够加深对NAND Flash技术的理解，并为相关领域或产品的研发与设计提供参考依据。

2. NAND Flash读写工作原理：2.1 NAND Flash简介：NAND Flash是一种非易失性存储器，采用了电子闪存技术。

多功能单片学习机的NANDFLASH驱动的设计方案

基于多功能单片学习机的NAND FLASH驱动的设计Thedesignof NAND FLASHdriver based on aMultifunctionSCMlearningmachine总计毕业设计<论文） 30 页表格 3 个插图 15 幅摘要基于多功能单片学习机的NAND FLASH驱动包括两部分：多功能单片学习机和NAND FLASH存储器。

本论文首先介绍了多功能单片学习机的软/硬件设计，该学习机利用自动程序切换电路，使得同一片单片机既可以运行系统程序，又可以运行用户程序，实现程序代码的在线下载。

学习机外部扩展了大量的硬件资源，丰富的系统硬件资源构成了各种实际应用电路，通过万能扩展接口可以很方便地仿真外部应用电路和扩展用户应用电路。

然后，着重介绍了NAND FLASH扩展板的软/硬件设计，通过多功能单片学习机实现对NAND FLASH的读、写时序。

关键字：多功能单片学习机自动切换电路 NAND FLASHAbstractBased NAND FLASH multi-functional single-chip learning machine drive consists of two parts: a multi-functional single-chip learning machine and NAND Flash memory. This paper introduces the hardware / software design, multi-functional single-chip learning machine with automatic switch circuit, so with a microcontroller can either run the system program, you can run the user program, the online download of the program code. external learning machine expanse a lot of hardware resources, hardware system resources poses practical application circuit, through the universal expansion interface can easily simulate the external application circuit and extend the user application circuit. Then focuses on the the NAND FLASH expansion board hardware / software design, achieved through a multi-functional single-chip learning machine NAND FLASH read and write timing.Key word:Multifunction SCMlearning machine；automatic switch circuit；NAND FLASH；目录摘要IAbstractII第一章绪论11.1国内外研究简况11.2本课题的主要目标和工作11.3全文结构2第二章多功能单片学习机72.1多功能单片学习机的硬件设计7 2.1.1 单片机AT89S52电路82.1.2 数码显示电路112.1.3 外部存储器电路142.1.4 外部存储器的保护电路17 2.1.5 键盘输入电路172.1.6自动程序切换电路182.1.7 RS232通信电路192.1.8 电源电路192.2 多功能单片学习机的软件设计20 2.3本章小结20第三章NAND FLASH扩展板的设计223.1 NAND FLASH 扩展板硬件电路设计22 3.1.1 NAND FLASH接口电路223.1.2 控制器的工作原理243.2 NAND FLASH驱动253.2.1 NAND FLASH的工作原理263.2.2 NAND FLASH的读操作263.2.3 NAND FLASH的编程273.2.4 NAND FLASH的擦除293.3本章小结30第四章 NAND扩展板的调试314.1硬件仿真注意事项314.2编程中遇到的问题314.2本章小结32第五章全文总结33参考文献34致谢35第一章绪论1.1国内外研究简况新世纪嵌入式系统迅速，主要表现在市场发展、通信、消费电子产品和多媒体应用。

NAND Flash的驱动程序设计方案

NAND Flash的驱动程序设计方案以三星公司K9F2808UOB为例，设计了NAND Flash与S3C2410的接口电路,介绍了NAND Flash在AR M嵌入式系统中的设计与实现方法,并在UBoot上进行了验证。

所设计的驱动易于移植，可简化嵌入式系统开发。

关键词ARM UBoot NAND Flash K9F2808UOB 驱动程序引言当前各类嵌入式系统开发设计中，存储模块设计是不可或缺的重要方面。

NOR和NAND是目前市场上两种主要的非易失闪存技术。

NOR Flash存储器的容量较小、写入速度较慢，但因其随机读取速度快，因此在嵌入式系统中，常用于程序代码的存储。

与NOR相比,NAND闪存的优点是容量大,但其速度较慢,因为它的I/O端口只有8或16个,要完成地址和数据的传输就必须让这些信号轮流传送。

NAND型Flash具有极高的单元密度,容量可以比较大,价格相对便宜。

本文以三星公司的K9F2808UOB芯片为例,介绍了NAND Flash的接口电路与驱动的设计方法。

文中介绍了开发NAND Flash驱动基本原理，意在简化嵌入式系统开发过程。

1 NAND Flash工作原理S3C2410板的NAND Flash支持由两部分组成：集成在S3C2410 CPU上的NAND Flash控制器和NAND Flash存储芯片。

要访问NAND Flash中的数据,必须通过NAND Flash控制器发送命令才能完成。

所以, NAND Flash相当于S3C2410的一个外设,并不位于它的内存地址区。

1.1 芯片内部存储布局及存储操作特点一片NAND Flash为一个设备, 其数据存储分层为：1设备=4 096块；1块=32页;1页=528字节=数据块大小(512字节)+OOB块大小(16字节)。

在每一页中，最后16字节（又称OOB，Out of Band）用于N AND Flash命令执行完后设置状态用，剩余512字节又分为前半部分和后半部分。

NANDFLASH驱动框架以及程序实现

NANDFLASH驱动框架以及程序实现1、NAND FLASH的硬件连接：实验⽤的NAND FLASH芯⽚为K9F2G08U0C，它是三星公司的存储芯⽚，它的⼤⼩为256M。

它的接线图如下所⽰：它的每个引脚的分别为LDATA0-LDATA7为数据引脚、CLE为发送命令使能引脚、ALE为发送地址使能引脚、CE为芯⽚使能引脚、WE为写使能引脚、WP为写保护引脚、R/B为芯⽚是否繁忙的状态指⽰引脚，如下图所⽰：2、NAND FLASH的操作：根据NAND FLASH的芯⽚⼿册可以知道需要操作NAND FLASH⼀般的流程是发出命令、发出地址、发出数据/读数据，下⾯依次分析。

a、发命令，对于NAND FLASH芯⽚来说需要1、选中芯⽚（CE为低电平）；2、CLE设为⾼电平、ALE设为低电平；3、在DATA0-DATA7上输出命令数据；4、在WE上发出⼀个上升沿的信号。

这样命令数据就会被写⼊命令的命令寄存器。

⽽对于S3C2440来说，只要简单的令NFCMD寄存器为命令值S3C2440的NAND控制器就可以完成1-4的操作。

b、发地址，对于NAND FLASH芯⽚来说需要1、选中芯⽚（CE为低电平）；2、ALE设为⾼电平、CLE设为低电平；3、在DATA0-DATA7上输出地址数据；4、在WE上发出⼀个上升沿的信号。

这样地址数据就会被写⼊地址寄存器。

分析图中可知需要5个字节的地址。

⽽对于S3C2440来说，只要简单的令NFADDR寄存器为地址值S3C2440的NAND控制器就可以完成1-4的操作。

c、发数据/读数据，对于NAND FLASH芯⽚来说需要1、选中芯⽚（CE为低电平）；2、ALE设为低电平、CLE设为低电平；3、在DATA0-DATA7上输出数据或读⼊数据；4、在WE上发出⼀个上升沿的信号，这样数据就会被写⼊、在RE上发出⼀个上升沿信号，这样数据就会被读出。

⽽对于S3C2440来说，只要简单的令NFDATA寄存器为数据值或读NFDATA寄存器，S3C2440的NAND控制器就可以完成1-4的操作。

谈NANDFlash的底层结构和解析

谈NANDFlash的底层结构和解析NAND Flash是一种非易失性存储器，用于存储数据。

它通常用于固态硬盘（SSD）、智能手机、平板电脑等设备中。

NAND Flash采用了一种称为“闪存”的存储技术，相较于传统的存储技术，如硬盘驱动器（HDD），具有更高的速度和更低的功耗。

NAND Flash的底层结构是由多个存储单元（cell）组成的。

每个存储单元中存储着一个或多个位的数据。

一个存储单元的位数被称为“页”（page），通常是512字节或2048字节。

多个页组成了一个“块”（block），块的大小通常是128或256个页。

多个块组成了一个“平面”（plane），平面的大小取决于芯片的制造工艺，一般在32到256个块之间。

最后，多个平面组成了整个NAND Flash存储芯片。

与传统的存储单元不同，NAND Flash存储单元使用一种特殊的电荷存储方式。

这些存储单元由一对互补的MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）组成，这些MOSFET被称为“浮动栅（floating gate）”。

在普通的MOSFET中，栅氧化层旁边有一个控制栅，在普通操作中，电荷通过控制栅释放或积累。

但在NAND Flash中，控制栅旁边还有一个浮动栅。

浮动栅中存储着电子，而不是电荷。

当电子被存储在浮动栅中时，它会改变MOSFET的蓝色电流特性。

对于将数据写入NAND Flash的操作，有两个主要的步骤：擦除（erase）和编程（program）。

擦除是将一个块内的所有页设置为“1”的过程。

这是因为在擦除之前，所有的页都需要被擦除，然后才能被重新编程。

编程是将一些页设置为“0”的过程。

擦除和编程操作是通过将高电压应用于特定的电极来完成的，以控制电子在浮动栅上的存储。

NAND Flash在读取数据时，是通过传感器检测存储单元中的电子状态来实现的。

根据电子的数量来确定一个存储单元是“0”或“1”。

通过读取一个页面的所有位，并将它们转换为二进制数据，可以还原出原始的存储数据。

nand flash基本组成单元-概述说明以及解释

nand flash基本组成单元-概述说明以及解释1.引言1.1 概述Nand Flash作为一种大容量、快速、稳定的闪存存储器件，在现代电子设备中扮演着重要角色。

本文将深入探讨Nand Flash的基本组成单元，包括闪存芯片、控制器和存储单元。

通过对这些组成单元的分析，我们可以更好地理解Nand Flash的工作原理和性能特点。

同时，文章还将探讨Nand Flash在未来的应用前景，并展望其在电子设备领域的发展趋势。

通过本文的阅读，读者将能够对Nand Flash有更全面的认识，并了解其在存储技术领域的重要性和应用前景。

1.2 文章结构:本文主要分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分中，将概述nand flash的基本组成单元，介绍文章结构和目的。

在正文部分中，将详细介绍nand flash基本组成单元的三个主要部分：闪存芯片、控制器和存储单元。

最后，在结论部分将对本文内容进行总结，探讨nand flash在未来的应用前景和展望。

整篇文章将逐步深入探讨nand flash的基本组成单元，帮助读者更好地了解这一存储设备的结构和原理。

1.3 目的本文旨在深入探讨Nand Flash的基本组成单元，包括闪存芯片、控制器以及存储单元。

通过对这些组成单元的详细分析，读者可以更好地了解Nand Flash的工作原理和内部结构。

同时，本文也旨在展现Nand Flash在存储领域的重要性和广泛应用，为读者提供对其应用前景和未来发展的展望。

通过本文的阅读，读者将获得关于Nand Flash基本组成单元的全面了解，为其在相关领域的学习和研究提供帮助。

2.正文2.1 Nand Flash基本组成单元在Nand Flash存储器中，主要由闪存芯片、控制器和存储单元三个基本组成单元构成。

2.1.1 闪存芯片闪存芯片是Nand Flash存储器的核心部件，它由大量的存储单元组成，每个存储单元都可以存储多个比特的数据。

闪存芯片通过存储单元的组织和管理，实现对数据的读写操作。

提高Nand Flash性能的方法

提高Nand Flash性能的方法
邱华;黄少珉;张萌
【期刊名称】《计算机工程与应用》
【年(卷),期】2009(45)8
【摘要】在嵌入式系统中,Nand Flash因具有写入速度快、密度大的特点,因此特别适合用作大容量数据存储.但是在系统处理一些大量的视频数据和其他高分辨率数据存储的时候,Nand Flash的擦除和写性能难以满足要求.分析并实现了一种利用多片编程来提高Nand Flash擦、写性能的方案.实验中采用4片编程技术,结果表明,该方案可以将Nand Flash的写速率提高75.60%,擦除速率提高74.95%.【总页数】3页(P84-86)
【作者】邱华;黄少珉;张萌
【作者单位】东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心,南京,210096;东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心,南京,210096;东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】TP334
【相关文献】
1.利用OPC方法提高NAND FLASH CELL WL均匀性 [J], 徐海洁;程秀兰
2.LK存储介质Nand Flash驱动模块设计与性能优化 [J], 周继才
3.高密度NAND Flash存取性能及其宿主控制器接口 [J], 陈晓风
4.高性能NAND Flash控制器在SoC平台中的设计与应用 [J], 郭瑞;赵新辉
5.OneNAND Flash的操作性能与应用研究 [J], 陈晓风
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nand flash ssd制作流程

nand flash ssd制作流程NAND Flash SSD制作流程NAND Flash SSD（Solid-State Drive）是一种使用NAND闪存芯片作为存储介质的固态硬盘，其具有高速读写、低功耗、抗震抗摔等优点，因此在现代计算机系统中得到广泛应用。

下面将介绍NAND Flash SSD的制作流程。

1. 设计与规划在制作NAND Flash SSD之前，需要进行设计与规划。

这包括确定容量、接口类型、读写速度等硬件参数，以及确定使用的控制器芯片、闪存芯片类型等。

2. 制造闪存芯片制作NAND Flash SSD的第一步是制造闪存芯片。

闪存芯片是NAND Flash存储介质的核心部件，它能够实现数据的快速读写。

制造闪存芯片需要先进行晶圆加工，然后进行刻蚀、沉积、光刻等工艺步骤，最后进行封装测试。

3. 制造控制器芯片控制器芯片是NAND Flash SSD的另一个重要组成部分，它负责管理闪存芯片的读写操作、数据传输以及错误校验等功能。

制造控制器芯片需要进行电路设计、硅片制造、封装测试等步骤。

4. PCB设计与制造PCB（Printed Circuit Board）是连接闪存芯片和控制器芯片的电路板，它提供了电气连接和机械支持。

制作PCB需要进行电路设计、线路布局、打样、切割、焊接等步骤。

5. 组件组装在制作NAND Flash SSD的过程中，需要将闪存芯片、控制器芯片和PCB进行组装。

这包括焊接芯片、连接电路、安装固件等步骤。

6. 测试与质检组装完成后，需要对NAND Flash SSD进行测试与质检。

测试包括对读写速度、稳定性、可靠性等方面进行评估，质检则包括外观检查、电气性能测试等。

7. 软件开发与优化NAND Flash SSD不仅需要硬件设计与制造，还需要软件的支持。

在制作过程中，需要进行固件开发、驱动程序开发等工作，以保证SSD的正常运行。

8. 生产与销售最后一步是进行NAND Flash SSD的生产与销售。