雷龙科技 Nand flash 芯片试用体验
一、项目背景
最近自己开始准备了一个智能家居控制系统项目,需要包含室内的温湿度、空气质量、烟雾浓度以及气体含量,能够存储相应的数据,并进行显示。
Nand-flash 存储器是 flash 存储器的一种,其内部采用非线性宏单元模式,为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-flash 存储器具有容量较大,改写速度快等优点,适用于大量数据的存储,因而在业界得到了越来越广泛的应用,如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。
二、产品解析
NOR 和 NAND 是市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel 于 1988 年首先开发出 NOR flash 技术,彻底改变了原先由 EPROM 和 EEPROM 一统天下的局面。紧接着,1989 年,东芝公司发表了 NAND flash 结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且像磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清 NOR 和 NAND 闪存。
“NAND存储器”经常可以与“NOR存储器”相互换使用。许多业内人士也搞不清楚 NAND 闪存技术相对于 NOR 技术的优越之处,因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码并且需要多次擦写,这时 NOR 闪存更适合一些。而 NAND 则是高数据存储密度的理想解决方案。
NOR 的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place),这样应用程序可以直接在 flash 闪存内运行,不必再把代码读到系统 RAM 中。NOR 的传输效率很高,在 1~4MB 的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除 速度大大影响了它的性能。
NAND 结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。应用 NAND 的困难在于 flash 的管理需要特殊的系统接口。
三、主要区别
NOR 与 NAND 的区别
性能比较
flash 闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何 flash 器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND 器件执行擦除 操作是十分简单的,而 NOR 则要求在进行擦除前 先要将目标块内所有的位都写为 0。
由于擦除 NOR 器件时是以 64~128KB 的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为 5s ,与此相反,擦除 NAND 器件是以 8~32KB 的块进 行的,执行相同的操作最多只需要 4ms。
执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了 NOR 和 NAND 之间的性能差距,统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时), 更多的擦除操作必须在基于 NOR 的单元中进行。这样,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。
NOR 的读速度比 NAND 稍快一些。
NAND 的写入速度比 NOR 快很多。
NAND 的擦除速度远比 NOR 快。
NAND 的擦除单元更小,相应的擦除电路更加简单。
NAND 的实际应用方式要比 NOR 复杂的多。
NOR 可以直接使用,并在上面直接运行代码,而 NAND 需要I/O接口,因此使用时需要驱动。
接口差别
NOR flash 带有 SRAM 接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内部的每 一个字节。
NAND 器件使用复杂的 I/O 口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法可能各不相同 。8 个引脚用来传送控制、地址和数据信息。
NAND读和写操作采用 512 字节的块,这一点有点像硬盘管理此类操作,很自然地,基于 NAND 的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。NOR 的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place),这样应用程序可以直接在 flash 闪存内运行,不必再把代码读到系统 RAM 中。
NOR 的传输效率很高,在 1~4MB 的小容量时具有很高的成本效益,但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。
NAND 结构能提供极高的单元密度,可以达到高存储密度,并且写入和擦除的速度也很快。应用 NAND 的困难在于 flash 的管理需要特殊的系统接口。
NAND Flash 的数据是以 bit 的方式保存在 memory cell,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 bit line,形成所谓的 byte(x8)/word(x16),这就是 NAND Device 的位宽。这些 Line 会再组成 Page,(NAND Flash 有多种结构,例如 NAND Flash 是 K9F1208,下面内容针对三星的 K9F1208U0M),每页 528Bytes(512byte(Main Area)+16byte(Spare Area)),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。再例如三星 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。
四、产品介绍
CSNP64GCR01-AOW
不用写驱动程序自带坏块管理的 NAND Flash(贴片式 TF 卡),尺寸小巧,简单易用,兼容性强,稳定可靠,固件可定制,LGA-8 封装,标准 SDIO 接口,兼容 SPI,兼容拔插式 TF 卡/SD 卡,可替代普通 TF 卡/SD 卡,尺寸 7x8.5mm,内置平均读写算法,通过 1 万次随机掉电测试,耐高低温,机贴手贴都非常方便,速度级别 Class10(读取速度 23.5MB/S 写入速度 12.3MB/S)标准的 SD 2.0 协议使得用户可以直接移植标准驱动代码,省去了驱动代码编程环节。支持 TF 卡启动的 SOC 都可以用 SD NAND,提供 STM32 参考例程及原厂技术支持,容量:8GB,比 TF 卡稳定,比 eMMC 易用,样品免费试用。
五、产品优势
六、样品展示
很感谢雷龙官方提供了样品支持和试用,让自己的项目得到了更好的实现,这一次制作的 U 盘读取和写入使用到了这款产品,体验到了产品的优势和核心性能,感觉真的挺好的。
实物转接板
芯片实物图
雷龙科技官方网址:http://www.longsto.com/product/70-en.html
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【攻城狮Wayne】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/025ff5bb14fd1e3d14ed69bbe】。文章转载请联系作者。
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