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雷龍科技Nand flash芯片試用體驗

一、項目背景

最近自己開始準備了一個智能家居控制系統項目,需要包含室內的温濕度、空氣質量、煙霧濃度以及氣體含量,能夠存儲相應的數據,並進行顯示。

Nand-flash存儲器是flash存儲器的一種,其內部採用非線性宏單元模式,為固態大容量內存的實現提供了廉價有效的解決方案。
Nand-flash存儲器具有容量較大,改寫速度快等優點,適用於大量數據的存儲,因而在業界得到了越來越廣泛的應用,如嵌入式產品中包括數碼相機、MP3隨身聽記憶卡、體積小巧的U盤等。

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二、產品解析

NOR和NAND是市場上兩種主要的非易失閃存技術。
Intel於1988年首先開發出NOR flash技術,徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統天下的局面。緊接着,1989年,東芝公司發表了NAND flash結構,強調降低每比特的成本,更高的性能,並且像磁盤一樣可以通過接口輕鬆升級。但是經過了十多年之後,仍然有相當多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。“NAND存儲器”經常可以與“NOR存儲器”相互換使用。
許多業內人士也搞不清楚NAND閃存技術相對於NOR技術的優越之處,因為大多數情況下閃存只是用來存儲少量的代碼並且需要多次擦寫,這時NOR閃存更適合一些。而NAND則是高數據存儲密度的理想解決方案。
NOR的特點是芯片內執行(XIP, eXecute In Place),這樣應用程序可以直接在flash 閃存內運行,不必再把代碼讀到系統RAM中。NOR的傳輸效率很高,在1~4MB的小容量時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結構能提供極高的單元密度,可以達到高存儲密度,並且寫入和擦除的速度也很快。應用NAND的困難在於flash的管理需要特殊的系統接口。
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三、主要區別

NOR與NAND的區別性能比較flash閃存是非易失存儲器,可以對稱為塊的存儲器單元塊進行擦寫和再編程。
任何flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內進行,所以大多數情況下,在進行寫入操作之前必須先執行擦除。
NAND器件執行擦除 操作是十分簡單的,而NOR則要求在進行擦除前 先要將目標塊內所有的位都寫為0。由於擦除NOR器件時是以64~128KB的塊進行的,執行一個寫入/擦除操作的時間為5s ,與此相反,擦除NAND器件是以8~32KB的塊進 行的,執行相同的操作最多隻需要4ms。
執行擦除時塊尺寸的不同進一步拉大了NOR和NAND之間的性能差距,統計表明,對於給定的一套寫入操作(尤其是更新小文件時), 更多的擦除操作必須在基於NOR的單元中進行。這樣,當選擇存儲解決方案時,設計師必須權衡以下的各項因素。
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NOR的讀速度比NAND稍快一些。NAND的寫入速度比NOR快很多。
NAND的擦除速度遠比NOR快。NAND的擦除單元更小,相應的擦除電路更加簡單。NAND的實際應用方式要比NOR複雜的多。NOR可以直接使用,並在上面直接運行代碼,而NAND需要I/O接口,因此使用時需要驅動。
接口差別NOR flash帶有SRAM接口,有足夠的地址引腳來尋址,可以很容易地存取其內部的每 一個字節。NAND器件使用複雜的I/O口來串行地存取數據,各個產品或廠商的方法可能各不相同 。8個引腳用來傳送控制、地址和數據信息。
NAND讀和寫操作採用512字節的塊,這一點有點像硬盤管理此類操作,很自然地,基於NAND的存儲器就可以取代硬盤或其他塊設備。
NOR的特點是芯片內執行(XIP, eXecute In Place),這樣應用程序可以直接在flash閃存內運行,不必再把代碼讀到系統RAM中。
NOR的傳輸效率很高,在1~4MB的小容量時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。
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NAND結構能提供極高的單元密度,可以達到高存儲密度,並且寫入和擦除的速度也很快。應用NAND的困難在於flash的管理需要特殊的系統接口。NAND Flash 的數據是以bit的方式保存在memory cell,一般來説,一個cell 中只能存儲一個bit。
這些cell 以8個或者16個為單位,連成bit line,形成所謂的byte(x8)/word(x16),這就是NAND Device的位寬。這些Line會再組成Page,(NAND Flash 有多種結構,例如NAND Flash 是K9F1208,下面內容針對三星的K9F1208U0M),每頁528Bytes(512byte(Main Area)+16byte(Spare Area)),每32個page形成一個Block(32*528B)。
具體一片flash上有多少個Block視需要所定。再例如三星k9f1208U0M具有4096個block,故總容量為4096(32528B)=66MB,但是其中的2MB是用來保存ECC校驗碼等額外數據的,故實際中可使用的為64MB。
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四、產品介紹

CSNP64GCR01-AOW不用寫驅動程序自帶壞塊管理的NAND Flash(貼片式TF卡),尺寸小巧,簡單易用,兼容性強,穩定可靠,固件可定製,LGA-8封裝,標準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,內置平均讀寫算法,通過1萬次隨機掉電測試,耐高低温,機貼手貼都非常方便,速度級別Class10(讀取速度23.5MB/S寫入速度12.3MB/S)標準的SD 2.0協議使得用户可以直接移植標準驅動代碼,省去了驅動代碼編程環節。支持TF卡啓動的SOC都可以用SD NAND,提供STM32參考例程及原廠技術支持,容量:8GB,比TF卡穩定,比eMMC易用,樣品免費試用。
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五、產品優勢

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六、樣品展示

很感謝雷龍官方提供了樣品支持和試用,讓自己的項目得到了更好的實現,這一次製作的U盤讀取和寫入使用到了這款產品,體驗到了產品的優勢和核心性能,感覺真的挺好的。
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實物轉接板
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芯片實物圖
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雷龍科技官方網址:http://www.longsto.com/product/70-en.html

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