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閃存Nand Flash存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)淺析

發(fā)布時(shí)間:2021-07-04 20:26:11 點(diǎn)擊率:

        NandFlash存儲(chǔ)器由多個(gè)Block組成,每一個(gè)Block又由多個(gè)Page組成,Page的大小一般為2K+64Bytes或512+16Bytes。Page是讀取和編程的基本單位,而擦除的基本單位是Block。

圖1 NAND Flash的存儲(chǔ)結(jié)果

NAND Flash的頁,包含主區(qū)(Main Area)和備用區(qū)(Spare Area)兩個(gè)域,“主區(qū)”中有512*8(或256*16)或2048*8(或1024*16)個(gè)位,“備用區(qū)”中有16*8(或8*16)或64*8(或32*16)個(gè)位,這樣每一頁總共有528*8(264*16)或2112*8(或1056*16)個(gè)位。備用區(qū)是保留區(qū)域,用來標(biāo)記壞塊(bad block)和存放ECC的值,因此對(duì)于用戶來說只有“主區(qū)”是可用的。

圖1是MT29F2G08AxB的結(jié)構(gòu)圖,它的讀取和編程都以Page為基本單位,所以它的Cache Register和Data Register都是一個(gè)Page的規(guī)格。NandFlash的特別之處就在于頁結(jié)構(gòu),它分成數(shù)據(jù)區(qū)和備用區(qū)兩個(gè)部分,數(shù)據(jù)區(qū)和備用區(qū)按頁的形式一一對(duì)應(yīng),因此讀取和編程的數(shù)據(jù)流也需要按頁的結(jié)構(gòu)進(jìn)行組織和分解。

圖1所示的MT29F2G08AxB芯片的數(shù)據(jù)區(qū)為2048字節(jié),備用區(qū)為64字節(jié)。在實(shí)際應(yīng)用中,備用區(qū)一般用于數(shù)據(jù)區(qū)的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。

NAND flash出廠時(shí)可能含有無效的塊,在使用過程中也可能會(huì)出現(xiàn)其他無效的塊。無效的塊即為包含一個(gè)或多個(gè)壞位的塊。每一片芯片在出廠前都經(jīng)過測(cè)試和擦除,并標(biāo)識(shí)了壞塊,禁止對(duì)在出廠時(shí)作了標(biāo)記的壞塊進(jìn)行擦除或編程。因此在應(yīng)用中和編程時(shí),都需要能夠?qū)膲K進(jìn)行識(shí)別和處理。NandFlash的塊保證是可用的。

另外,Micron NandFlash具有10個(gè)頁的OTP區(qū)域,這個(gè)區(qū)域不能被擦除,只能編程一次,而且如果被保護(hù),即使是把1編程為0也是禁止的。

壞塊

由于NAND Flash的工藝不能保證NAND的Memory Array在其生命周期中保持性能的可靠,因此,在NAND的生產(chǎn)中及使用過程中會(huì)產(chǎn)生壞塊。所以NandFlash芯片廠商為了區(qū)分好塊與壞塊,會(huì)在出廠的時(shí)候在備用區(qū)某個(gè)地址中標(biāo)記非FFh表示壞塊。

小心不要擦除壞塊標(biāo)記,這一點(diǎn)很重要

工廠在寬溫和寬電壓范圍內(nèi)測(cè)試了Nand;一些由工廠標(biāo)記為壞的區(qū)塊可能在一定的溫度或電壓條件下仍然能工作,但是,將來可能會(huì)失效。如果壞塊信息被擦除,就無法再恢復(fù)。