Nand flash基础概念

一、存储大小


以一个 4Gb ( x 16) 的Nand flash chip 为例。

  • Plane
  • Block
  • Page

根据位宽, 存储大小为  256M x 16bit, 另外还包括 16M x 8 bit 的 spare 空间。


根据芯片规格,分成两个 Plane。 每个 Plane 2048 Block。因此该芯片为 multi-plane 体系结构。

整个芯片包括 2 x 2048 = 4096 Block。  

计算得知,每个Block 大小为 64K x 16 bit, 为 128KByte。 Block 为芯片单次擦除的最小单位。

整个Block 包括 64 Page。  因此每个 Page = 128KB / 64 =  2KByte。 Page 为芯片单次写入最小单位。

考虑Spare size ( 亦称为 OOB, Out Of Band ), 每个 Page 实际 可操作大小 为 2048 + 64 = 2112 Byte


典型的,每个 2KB Page 写入时间为 250 us。 每个 128KB Block 擦除时间为 3.5ms.


二、总线操作类型

  • 命令输入
  • 地址输入
  • 数据输入
  • 数据输出
  • 写保护
  • 待机


三、Error Detection Code (EDC)


在 x16 位宽的芯片中,  EDC 能够检测到 264 Word (528 Byte) 的最多 1 bit 错误。

即对 256 Word 的主阵列和 8 Word 的冗余数据区进行比较。 每 264 Word 称为 一个 EDC Unit。


EDC 结果能够通过特定的 EDC读寄存器来获得,当且仅当:

  • 芯片设定 ECC=1
  • 写回操作( copy back program)有效期间


四、SLC vs MLC vs TLC


SLC = Single-Level Cell ,即1bit/cell,速度快寿命长,价格超贵(约MLC 3倍以上的价格),约 10万次擦写寿命
MLC = Multi-Level Cell,即2bit/cell,速度一般寿命一般,价格一般,约 3000~10000 次擦写寿命
TLC = Trinary-Level Cell,即3bit/cell,也有Flash厂家叫8LC,速度慢寿命短,价格便宜, 约 500 次 擦写寿命,目前还没有厂家能做到1000次。

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