NAND flash和NOR flashnor与nand的区别别详解

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NOR和NAND是现在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,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。
一、存储数据的原理
两种闪存都是用三端器件作为存储单元,分别为源极、漏极和栅极,与场效应管的工作原理相同,主要是利用电场的效应来控制源极与漏极之间的通断,栅极的电流消耗极小,不同的是场效应管为单栅极结构,而FLASH为双栅极结构,在栅极与硅衬底之间增加了一个浮置栅极。
浮置栅极是由氮化物夹在两层二氧化硅材料之间构成的,中间的氮化物就是可以存储电荷的电荷势阱。上下两层氧化物的厚度大于50埃,以避免发生击穿。
二、浮栅的重放电
向数据单元内写入数据的过程就是向电荷势阱注入电荷的过程,写入数据有两种技术,热电子注入(hot electron injection)和F-N隧道效应(Fowler
Nordheim tunneling),前一种是通过源极给浮栅充电,后一种是通过硅基层给浮栅充电。NOR型FLASH通过热电子注入方式给浮栅充电,而NAND则通过
F-N隧道效应给浮栅充电。
在写入新数据之前,必须先将原来的数据擦除,这点跟硬盘不同,也就是将浮栅的电荷放掉,两种FLASH都是通过F-N隧道效应放电。
三、连接和编址方式
两种FLASH具有相同的存储单元,工作原理也一样,为了缩短存取时间并不是对每个单元进行单独的存取操作,而是对一定数量的存取单元进行集体操作,
NAND型FLASH各存储单元之间是串联的,而NOR型FLASH各单元之间是并联的;为了对全部的存储单元有效管理,必须对存储单元进行统一编址。
&& NAND器件使用复用的I/O口存取数据,8个引脚分时用来传送控制、地址和数据信息。NAND的全部存储单元分为若干个块,每个块又分为若干个页,每个页是512byte,就是512个8位数,就是说每个页有512条位线,每条位线下有8个存储单元;所以NAND每次读取数据时都是制定块地址、页地址、列地址(列地址就是读的页内起始地址)。每页存储的数据正好跟硬盘的一个扇区存储的数据相同,这是设计时为了方便与磁盘进行数据交换而特意安排的,那么块就类似硬盘的簇;容量不同,块的数量不同,组成块的页的数量也不同。NAND
FLASH的读写操作是以页为基本单位,写入数据也是首先在页面缓冲区内缓冲,数据首先写入这里,再写命令后,再统一写入页内,因此每次改写一个字节,都要重写整个页,因为它只支持页写,而且如果页内有未擦除的部分,则无法编程,在写入前必须保证页是空的。
NOR的每个存储单元以并联的方式连接到位线,它带有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。方便对每一位进行随机存取,它不需要驱动;具有专用的地址线,可以实现一次性的直接寻址;缩短了FLASH对处理器指令的执行时间。
在写数据和擦除数据时,NAND由于支持整块擦写操作,所以速度比NOR要快得多,两者相差近千倍;读取时,由于NAND要先向芯片发送地址信息进行寻址才能开始读写数据,而它的地址信息包括块号、块内页号和页内字节号等部分,要顺序选择才能定位到要操作的字节;这样每进行一次数据访问需要经过三次寻址,至少要三个时钟周期。
NOR FLASH的操作则是以字或字节为单位进行的,直接读取,所以读取数据时,NOR有明显优势。但擦除是扇区操作的。
2、容量和成本
&&& NOR型FLASH的每个存储单元与位线相连,增加了芯片内位线的数量,不利于存储密度的提高。所以在面积和工艺相同的情况下,NAND型FLASH的容量比NOR要大得多,生产成本更低,也更容易生产大容量的芯片。
NOR FLASH占据了容量为1~16MB闪存市场的大部分,而NAND
flash只是用在8~128MB的产品当中,这也说明NOR主要应用在代码存储介质中,NAND适合于数据存储,NAND在CompactFlash、Secure
Digital、PC Cards和MMC存储卡市场上所占份额最大。
&&& NAND FLASH的I/O端口采用复用的数据线和地址线,必须先通过寄存器串行地进行数据存取,各个产品或厂商对信号的定义不同,增加了应用的难度;在使用NAND器件时,必须先写入驱动程序,才能继续执行其他操作。向NAND器件写入信息需要相当的技巧,因为设计师绝不能向坏块写入,这就意味着在NAND器件上自始至终都必须进行虚拟映射。
NOR FLASH有专用的地址引脚来寻址,较容易与其它芯片进行连接,另外还支持本地执行,应用程序可以直接在FLASH内部运行,可以简化产品设计。
&&& NAND FLASH相邻单元之间较易发生位翻转而导致坏块出现,而且是随机分布的,如果想在生产过程中消除坏块会导致成品率太低、性价比很差,所以在出厂前要在高温、高压条件下检测生产过程中产生的坏块,写入坏块标记,防止使用时向坏块写入数据;但在使用过程中还难免产生新的坏块,所以在使用的时候要配合
EDC/ECC(错误探测/错误更正)和BBM(坏块管理)等软件措施来保障数据的可靠性。坏块管理软件能够发现并更换一个读写失败的区块,将数据复制到一个有效的区块。
&&& FLASH由于写入和擦除数据时会导致介质的氧化降解,导致芯片老化,在这个方面NOR尤甚,所以并不适合频繁地擦写,NAND的擦写次数是100万次,而NOR只有10万次。
参考知识库
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NOR和NAND是现在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,并且象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。 相“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”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,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的管理和需要特殊的系统接口。 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6?~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NADN之间的性能差距,统计表明,对于给定的一套写入操作 尤其
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NOR型Flash与NAND型Flash的区别
NOR型Flash与NAND型Flash的区别如下:
1.&&&接口差别:
NOR型flash采用的是SRAM接口,提供有足够都地址引脚来寻址,可以很容易地存取其片内都每一个字节;
NAND型flash使用复杂都口来串行地存储数据,各个产品或厂商的方法可能各不相同。通常是采用8个引脚来传送控制、地址和数据信息。
2.&&读写都基本单位:
NOR型flash操作是以字为基本单位;
NAND型flash操作是以页面为基本单位,页的大小一般为512字节。
3.&&性能比较:
NOR型flash的地址线和数据线是分开都,传输效率很高,程序可以在芯片内执行;NOR型的读速度比NAND型稍快一些;
NAND型的写入速度比NOR型快很多;
NAND型的拆除速度远比NOR型快;
NAND型的擦除单元更小,相应都擦除电路更小。
4.&&容量和成本:
NAND型flash具有较高都单元密度,容量可以做得比较大,加上其生产过程更为容易,价格也就相应地降低了。
NOR型flash占据了容量为1~16MB闪存市场的大部分,而NAND型flash只是用在8~128MB的产品当中,这也说明NOR主要应用在代码存储介质中,NAND适合于数据存储,NAND在compactFlash、Secure&Digital、PC&cards和MMC存储卡市场上所占份额最大。
5.&&软件支持:
在NOR型Flash上运行代码不需要任何的软件支持,而在NAND型Flash上进行同样操作时,通常需要驱动程序,也就是内存技术驱动程序。NAND型和NOR型flash在进行写入和擦除操作时都需要MTD。在此可以进一步了解
信息来源:ARM培训:&
已经有人发过相关的帖子
做过三星2440操作系统开发的童鞋应该对这两种Flash都有深刻的了解
两种flash差别挺大的。NOR基本用在程序存储上,nand用在数据存储上。不过现在nand的稳定性和可靠性都有改善,很多场合已经直接采用nand来存储程序了。nor flash只有在小容量市场上保持份额。但是也受到SPI flash小容量芯片的冲击,spi flash管脚更少,尺寸更小,成本更低,同样稳定可靠
技术的进步很快啊,得跟上最新的技术,随时关注新产品
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> NandFlash系列之一:NorFlash与NandFlash对比
NandFlash系列之一:NorFlash与NandFlash对比
时间:作者:华清远见
FLASH存储器又称闪存,主要有两种:NorFlash和NandFlash,下面我们从多个角度来对比介绍一下。在实际开发中,设计者可以根据产品需求来进行闪存的合理选择。
1、接口对比
NorFlash带有通用的SRAM接口,可以轻松地挂接在CPU的地址、数据总线上,对CPU的接口要求低。NorFlash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。如uboot中的ro段可以直接在NorFlash上运行,只需要把rw和zi段拷贝到RAM中运行即可。
NandFlash器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据,8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。由于时序较为复杂,所以一般CPU最好集成NAND控制器。另外由于NandFlash没有挂接在地址总线上,所以如果想用NandFlash作为系统的启动盘,就需要CPU具备特殊的功能,如s3c2410在被选择为NandFlash启动方式时会在上电时自动读取NandFlash的4k数据到地址0的SRAM中。如果CPU不具备这种特殊功能,用户不能直接运行NandFlash上的代码,那可以采取其他方式,比如好多使用NandFlash的开发板除了使用NandFlash以外,还用上了一块小的NorFlash来运行启动代码。
2、容量和成本对比
相比起NandFlash来说,NorFlash的容量要小,一般在1~16MByte左右,一些新工艺采用了芯片叠加技术可以把NorFlash的容量做得大一些。在价格方面,NorFlash相比NandFlash来说较高,如目前市场上一片4Mbyte的AM29lv320 NorFlash零售价在20元左右,而一片128MByte的k9f1g08 NandFlash零售价在30元左右。
NandFlash生产过程更为简单,NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,这样也就相应地降低了价格。
3、可靠性性对比
NAND器件中的坏块是随机分布的,以前也曾有过消除坏块的努力,但发现成品率太低,代价太高,根本不划算。NAND器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块,并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中,如果通过可靠的方法不能进行这项处理,将导致高故障率。而坏块问题在NorFlash上是不存在的。&
在Flash的位翻转(一个bit位发生翻转)现象上,NAND的出现几率要比NorFlash大得多。这个问题在Flash存储关键文件时是致命的,所以在使用NandFlash时建议同时使用EDC/ECC等校验算法。
4、寿命对比
在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次,而NOR的擦写次数是十万次。闪存的使用寿命同时和文件系统的机制也有关,要求文件系统具有损耗平衡功能。
5、升级对比
NorFlash的升级较为麻烦,因为不同容量的NorFlash的地址线需求不一样,所以在更换不同容量的NorFlash芯片时不方便。通常我们会通过在电路板的地址线上做一些跳接电阻来解决这样的问题,针对不同容量的NorFlash。
而不同容量的NandFlash的接口是固定的,所以升级简单。
6、读写性能对比
写操作:任何flash器件的写入操作都只能在空或已擦除的单元内进行。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1。擦除NOR器件时是以64~128KB的块进行的,执行一个擦除/写入操作的时间约为5s。擦除NAND器件是以8~32KB的块进行的,执行一个擦除/写入操作最多只需要4ms。
读操作:NOR的读速度比NAND稍快一些。
7、文件系统比较
Linux系统中采用MTD来管理不同类型的Flash芯片,包括NandFlash和NorFlash。支持在Flash上运行的常用文件系统有cramfs、jffs、jffs2、yaffs、yaffs2等。cramfs文件系统是只读文件系统。如果想在Flash上实现读写操作,通常在NorFlash上我们会选取jffs及jffs2文件系统,在NandFlash上选用yaffs或yaffs2文件系统。Yaffs2文件系统支持大页(大于512字节/页)的NandFlash存储器。
参考文章:《NAND和NORFLASH技术设计师在使用闪存时需要慎重选择》M-Systems公司 Arie TAL
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> NorFlash、NandFlash、eMMC比较区别
快闪存储器(英语:Flash Memory),是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式,允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储,以及在电脑与其他数字产品间交换传输数据,如储存卡与U盘。闪存是非易失性的存储器,所以单就保存数据而言, 它是不需要消耗电力的。
与硬盘相比,闪存也有更佳的动态抗震性。这些特性正是闪存被移动设备广泛采用的原因。闪存还有一项特性:当它被制成储存卡时非常可靠,即使浸在水中也足以抵抗高压与极端的温度。闪存的写入速度往往明显慢于读取速度。
NOR Flash需要很长的时间进行抹写,但是它提供完整的寻址与数据总线,并允许随机存取存储器上的任何区域,这使的它非常适合取代老式的ROM芯片。当时ROM芯片主要用来存储几乎不需更新的代码,例如电脑的BIOS或机上盒(Set-top Box)的固件。NOR Flash可以忍受一万到一百万次抹写循环,它同时也是早期的可移除式快闪存储媒体的基础。CompactFlash本来便是以NOR Flash为基础的,虽然它之后跳槽到成本较低的 NAND Flash。
NAND Flash式东芝在1989年的国际固态电路研讨会(ISSCC)上发表的, 要在NandFlash上面读写数据,要外部加主控和电路设计。。NAND Flash具有较快的抹写时间, 而且每个存储单元的面积也较小,这让NAND Flash相较于NOR Flash具有较高的存储密度与较低的每比特成本。同时它的可抹除次数也高出NOR Flash十倍。然而NAND Flash 的I/O接口并没有随机存取外部地址总线,它必须以区块性的方式进行读取,NAND Flash典型的区块大小是数百至数千比特。
因为多数微处理器与微控制器要求字节等级的随机存取,所以NAND Flash不适合取代那些用以装载程序的ROM。从这样的角度看来,NAND Flash比较像光盘、硬盘这类的次级存储设备。NAND Flash非常适合用于储存卡之类的大量存储设备。第一款创建在NAND Flash基础上的可移除式存储媒体是SmartMedia,此后许多存储媒体也跟着采用NAND Flash,包括MultiMediaCard、Secure Digital、Memory Stick与xD卡。
eMMC (Embedded Multi Media Card) 为MMC协会所订立的,eMMC 相当于 NandFlash+主控IC ,对外的接口协议与SD、TF卡一样,主要是针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。eMMC的一个明显优势是在封装中集成了一个控制器,它提供标准接口并管理闪存,使得手机厂商就能专注于产品开发的其它部分,并缩短向市场推出产品的时间。这些特点对于希望通过缩小光刻尺寸和降低成本的NAND供应商来说,同样的重要。
eMMC由一个嵌入式存储解决方案组成,带有MMC(多媒体卡)接口、快闪存储器设备(Nand Flash)及主控制器,所有都在一个小型的BGA 封装。接口速度高达每秒52MBytes,eMMC具有快速、可升级的性能。同时其接口电压可以是 1.8v 或者是 3.3v。

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