NOR FLASH：大容量存儲(chǔ)芯片的原理及應(yīng)用解析
1引言
NOR FLASH 是很常見(jiàn)的一種存儲(chǔ)芯片，數(shù)據(jù)掉電不會(huì)丟失。NOR FLASH 支持Execute On Chip，即程序可以直接在FLASH 片內(nèi)執(zhí)行。這點(diǎn)和NAND FLASH 不一樣。因此，在嵌入是系統(tǒng)中，NOR FLAS H 很適合作為啟動(dòng)程序的存儲(chǔ)介質(zhì)。NOR FLAS H 的讀取和RAM很類(lèi)似，但不可以直接進(jìn)行寫(xiě)操作。對(duì)NOR FLAS H 的寫(xiě)操作需要遵循特定的命令序列，最終由芯片內(nèi)部的控制單元完成寫(xiě)操作。所以，NOR FLASH一般是作為用于程序的存儲(chǔ)與運(yùn)行的工具。
NOR的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP， Execute In Place)，這樣應(yīng)用程序可以直接在FLASH閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NOR FLASH的傳輸效率很高，在1~4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益，但是很低的寫(xiě)入和擦除速度大大影響了它的性能。
2NAND FLASH與NOR FLASH的性能比較
FLASH閃存是非易失存儲(chǔ)器，可以對(duì)稱為塊的存儲(chǔ)器單元塊進(jìn)行擦寫(xiě)和再編程。任何FLASH器件的寫(xiě)入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行，所以大多數(shù)情況下，在進(jìn)行寫(xiě)入操作之前必須先執(zhí)行擦除。NAND FLASH器件執(zhí)行擦除操作是十分簡(jiǎn)單的，而NOR FLASH則要求在進(jìn)行擦除前先要將目標(biāo)塊內(nèi)所有的位都寫(xiě)為0。
由于擦除NOR FLASH器件時(shí)是以64～128KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行一個(gè)寫(xiě)入/擦除操作的時(shí)間為5s，與此相反，擦除NAND FLASH器件是以8～32KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行相同的操作最多只需要4ms。
執(zhí)行擦除時(shí)塊尺寸的不同進(jìn)一步拉大了NOR FLASH和NADN FLASH之間的性能差距，統(tǒng)計(jì)表明，對(duì)于給定的一套寫(xiě)入操作(尤其是更新小文件時(shí)更多的擦除操作必須在基于NOR FLASH的單元中進(jìn)行。
NAND FLASH的單元尺寸幾乎是NOR FLASH器件的一半，由于生產(chǎn)過(guò)程更為簡(jiǎn)單，NAND FLASH結(jié)構(gòu)可以在給定的模具尺寸內(nèi)提供更高的容量，也就相應(yīng)地降低了價(jià)格。
NOR FLASH占據(jù)了容量為1～16MB閃存市場(chǎng)的大部分，而NAND FLASH只是用在8～128MB的產(chǎn)品當(dāng)中，這也說(shuō)明NOR主要應(yīng)用在代碼存儲(chǔ)介質(zhì)中，NAND FLASH適合于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，NAND FLASH在Compact Flash、Secure Digital、PC Cards和MMC存儲(chǔ)卡市場(chǎng)上所占份額最大
3VDRF256M16芯片
3.1芯片介紹
VDRF256M16是一款高集成度的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，其總含有256M bits。由于此芯片里面包含4個(gè)片選，每個(gè)片選含有1個(gè)Block，具體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。這種結(jié)構(gòu)不但大大的擴(kuò)充了存儲(chǔ)器的容量和數(shù)據(jù)位寬，而且還可以在應(yīng)用時(shí)大量節(jié)省了PCB板的使用空間。從圖1可以看出，每個(gè)片選控制了每一Block的寫(xiě)保護(hù)信號(hào)#WP，另外芯片中的每一個(gè)Block的其他控制端口、地址線和數(shù)據(jù)線都是共用的。圖2為VDRF256M16中的任一Block的結(jié)構(gòu)框圖，它主要由控制邏輯、存儲(chǔ)整列等組成。下面為VD RF256M16的主要特性。
-總?cè)萘浚?56Mbit；
-數(shù)據(jù)寬度：16位；
-工作電壓3.3V +/- 0.3V；
-每個(gè)DIE（共4個(gè)DIE）含：-8個(gè)8KB的扇區(qū)、127個(gè)64KB的扇區(qū)；
-扇區(qū)的硬件鎖防止被擦除、編程；
-存取時(shí)間最高達(dá)90ns；
-高擦除/編程速度：
-字編程8us（典型值）；
-扇區(qū)擦除500ms（典型值）；
-芯片擦除64s/DIE（典型值）；
-解鎖旁路模式；
-擦除暫停/繼續(xù)模式；
-支持JEDEC通用FLASH接口協(xié)議(CFI)；
-寫(xiě)保護(hù)功能，允許不管扇區(qū)保護(hù)狀態(tài)對(duì)兩BOOT扇區(qū)進(jìn)行寫(xiě)保護(hù)；
-加速功能促進(jìn)加快芯片編程時(shí)間；
-最小100000次的擦除、編程；
圖1 VDRF256M16芯片內(nèi)部的結(jié)構(gòu)圖
圖2 VDRF256M16內(nèi)部Block的結(jié)構(gòu)框圖
編輯：Simon 最后修改時(shí)間：2019-06-14
