NandFlash的基础知识
nandflash的原理及运行时序
nandflash的原理及运行时序NAND Flash（非与非闪存）是一种主要用于存储数据的闪存类型，广泛应用于各种存储设备中，如固态硬盘（SSD）、USB闪存驱动器（U盘）以及移动设备中的存储卡等。
NAND Flash的原理：NAND Flash中的基本存储单元是晶体管，每个晶体管可以存储一个或多个bit的数据，通过对晶体管的电荷状态进行读取和写入来实现数据的存储和读取。
NAND Flash的存储单元结构主要有两种类型：单栅结构和多栅结构。
单栅结构中每个晶体管只有一个控制栅（Control Gate）和一个栅介电层（Oxide Layer），而多栅结构中每个晶体管有一个控制栅和多个叠加的栅介电层。
NAND Flash的存储单元编址是按行和列进行的。
每一行包含一个选择门（Word Line），每一列包含一个位线（Bit Line）。
数据的读取和写入都是通过对选择门和位线的控制来实现的。
NAND Flash的运行时序：1.写入时序：（1）输入地址：将要写入的存储单元的地址输入到NAND Flash中。
（2）擦除块的选择：选择需要写入数据的块进行擦除。
（3）擦除块的擦除：对选择的块进行擦除操作，将存储单元中的数据清除。
（4）写入数据：将要写入的数据输入到NAND Flash中。
（5）写入选择门：通过选择门将输入的数据写入到相应的存储单元中。
2.读取时序：（1）输入地址：将要读取的存储单元的地址输入到NAND Flash中。
（2）读取选择门：通过选择门将存储单元中的数据读出。
（3）读取数据：将读取的数据输出。
需要注意的是，NAND Flash的擦除操作是以块为单位进行的，而写入操作是以页为单位进行的。
擦除块的大小通常为64KB或128KB，一页的大小通常为2KB或4KB。
此外，NAND Flash还包含了一些管理区域，用于存储元数据和管理信息。
总结：NAND Flash是一种基于晶体管的闪存类型，通过对晶体管的电荷状态进行读取和写入来实现数据的存储和读取。
NANDFlash原理和使用
NANDFlash原理和使用一、NAND Flash的原理NAND Flash基于浮栅效应晶体管（Floating Gate Field Effect Transistor）的工作原理进行存储数据。
每个存储单元包含一个浮动栅和一个控制栅，通过对控制栅施加电压，可以改变浮动栅中电子的分布状态。
当浮动栅的电荷状态表示0时，电子充分存储在浮动栅中；而当浮动栅的电荷状态表示1时，几乎没有电子存储在浮动栅中。
数据的写入和擦除是NAND Flash的两个重要操作。
写入数据时，首先需要根据所需的数据位序列确定相应的单元位置，然后通过施加一定的电压对浮动栅进行充、放电，以改变电子的位状态。
擦除数据时，需要对整个块进行一次性的擦除操作，将所有存储单元的电子位状态恢复为0。
同时，为了提高存储密度和读写性能，NAND Flash还使用了一些技术，如多层单元（Multi-Level Cell，MLC）和三层单元（Triple-Level Cell，TLC）来实现在每个存储单元中存储多位数据。
二、NAND Flash的使用1. 存储器层面：NAND Flash因其非易失性和快速读写性能被广泛应用于存储器中，取代了传统的硬盘驱动器。
固态硬盘（SSD）是其中的典型应用，它不仅在电脑中使用，也可以用于服务器、云存储等领域。
2. 智能手机和平板电脑：NAND Flash被广泛应用于智能手机和平板电脑中的存储器，用于存储操作系统、应用程序和用户数据。
由于NAND Flash具有快速的读写速度和较小的体积，可实现轻薄设计，因此非常适合移动设备。
3. 数字相机和摄像机：NAND Flash也用作数码相机和摄像机中的存储媒介，用于保存拍摄的照片和视频。
相比于传统的存储卡，NAND Flash 存储器具有更高的读写速度和更大的容量，可以满足高清拍摄的需求。
4. 汽车电子：随着汽车电子的普及，NAND Flash也开始在汽车的娱乐系统、导航系统和车载电子控制单元中得到应用。
nand flash 工作原理
nand flash 工作原理NAND Flash是一种非易失性存储器，它广泛应用于各种电子设备中，如手机、平板电脑和SSD（固态硬盘）等。
NAND Flash的工作原理是基于电子存储的机制。
NAND Flash由一系列的电晶体管和电容组成。
每个电晶体管和电容对应存储一个比特（bit）的信息。
具体而言，NAND Flash使用了一种特殊的电荷存储方法，即通过控制电荷在电晶体管的栅极和基极之间的移动来表示不同的信息。
当存储数据时，NAND Flash首先将接收到的数据按照一定的组织方式进行存储。
常见的组织方式包括页（Page）、块（Block）和平面（Plane）。
一页通常包含多个字节或千字节的数据。
一个块则包含多个页。
而一个平面则包含多个块。
在写入操作时，NAND Flash首先将电容的栅极充电，储存电荷。
之后，利用高电压作用在晶体管的源极和前级极上，将电荷保持在电容内，实现数据的写入。
在读取操作时，NAND Flash通过将电容的栅极与源极之间的电压进行测量，来判断电容中的电荷量。
通过测量电场的强弱，可以确定电容中是否存储了电荷，从而读取相应的信息。
除了读写操作外，擦除也是NAND Flash的一个重要操作。
擦除操作时，NAND Flash会一次性清除整个块的数据，以便重新写入新的数据。
由于擦除操作会造成数据块的磨损，NAND Flash会根据需要和状态进行智能的块管理，以延长其寿命。
总体而言，NAND Flash工作原理基于电子存储的机制。
通过控制电荷在电晶体管的栅极和基极间的移动，NAND Flash实现了数据的存储和读取。
它具有快速读取速度、非易失性和较高的密度等优点，成为了现代电子设备中非常重要的存储介质。
NAND_FLASH详解
BGA(Ball Grid Array Package)---球栅阵列封装
随着集成电路技术的发展，对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术 关系到产品的功能性，当IC的频率超过100MHz时，传统封装方式可 能会产生所 谓的“CrossTalk”现象，而且当IC的管脚数大于208 Pin时，传统的封装方式有其 困难度。因此，除使用QFP封装方式外，现今大多数的高脚数芯片（如图形芯片 与芯片组等）皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA一出现 便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。 BGA封装具有以下特点： 1.I/O引脚数虽然增多，但引脚之间的距离远大于QFP封装方式，提高了成品率。
1. NOR FLASH和NAND FLASH
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结结，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。
第四章 FLASH的应用
第一节 什么叫FLASH
Flash Memory中文名字叫闪存，是一种长寿命的非易失性（在断电情况下 仍能保持所存储的数据信息）的存储器。
第二节 FLASH的分类
功能特性分为两种：一种是NOR型闪存，以编码应用为主，其功能多与 运算相关；另一种为NAND型闪存，主要功能是存储资料，如数码相机 中所用的记忆卡。
第一章 FLASH的感性认识
什么叫闪存 FLASH的分类 FLASH常见品牌
nandflash原理
nandflash原理
NAND Flash的工作原理是将电压变化的门极电容器上的电流回到电源中。
当存储器被分为多个分区时，通过门极信号来访问和操作存储空间。
此时，如果将电流沿着多个存储单元传输，就可以建立一个连接，用来将存储单元中的数据传输到计算机中，从而实现数据存储与读取功能。
NAND Flash的物理组成包括存储单元、位线、字线和块等。
每个存储单元以bit的方式保存在存储单元中，通常一个单元中只能存储一个bit。
这些存储单元以8个或者16个为单位，连成bit line，形成所谓的byte（x8）/word（x16），这就是NAND Device 的位宽。
存储结构方面，NAND Flash由块构成，块的基本单元是页。
通常来说，每一个块由多个页组成。
NAND Flash每一个页内包含Data area（数据存储区）和Spare area（备用区）。
每一个页的大小为Data area+Spare area。
这个过程造成了多余的写入和擦除，这就是所谓的写放大。
在存储单元的构造方面，NAND Flash的存储单元为三端器件，与场效应管有相同的名称：源极、漏极和栅极。
栅极与硅衬底之间有二氧化硅绝缘层，用来保护浮置栅极中的电荷不会泄漏。
与场效应管一样，闪存也是一种电压控制型器件。
以上内容仅供参考，如有需要可以查阅相关文献资料或咨询专业人士。
nand_flash读写工作原理_概述说明
nand flash读写工作原理概述说明1. 引言1.1 概述NAND Flash是一种非常常见和重要的存储设备，被广泛应用于各种电子产品中。
它的独特设计使得它成为一种高性能、低功耗、擦写可靠且具有较大容量的存储器解决方案。
由于其许多优点，NAND Flash在移动设备、个人电脑、服务器以及其他许多领域都有着广泛的应用。
1.2 文章结构本文将详细介绍NAND Flash的读写工作原理，并探讨其在存储领域中的优势与应用场景。
首先，我们将简要介绍NAND Flash的基本概念和特点，包括其结构和组成部分。
然后，我们将重点讲解NAND Flash进行读操作和写操作时所涉及的工作原理和步骤。
通过对这些原理的详细阐述，读者将能够全面了解NAND Flash如何实现数据的读取和写入。
除此之外，我们还将探讨NAND Flash相对于其他存储设备的优势，并介绍几个典型应用场景。
这些优势包括快速读写速度、低功耗、体积小且轻便、强大的耐久性以及较大的存储容量。
在应用场景方面，我们将重点介绍NAND Flash 在移动设备领域、物联网和服务器等各个行业中的广泛应用。
最后，我们将进行本文的小结，并对NAND Flash未来的发展进行展望。
通过全面了解NAND Flash的工作原理和优势，读者将能够更好地理解其在现代科技领域中的重要性，并对其未来发展趋势有一个清晰的认识。
1.3 目的本文的目的是通过对NAND Flash读写工作原理进行详细说明，使读者能够全面了解NAND Flash是如何实现数据读写操作的。
此外，我们还旨在向读者展示NAND Flash在存储领域中所具有的优势和广泛应用场景，使其意识到这一存储设备在现代科技产业中所扮演的重要角色。
希望通过本文，读者能够加深对NAND Flash技术的理解，并为相关领域或产品的研发与设计提供参考依据。
2. NAND Flash读写工作原理：2.1 NAND Flash简介：NAND Flash是一种非易失性存储器，采用了电子闪存技术。
FLASH的基本知识,
什么是flash的型号及ID
• 时常有人说到FLASH的型号，这个型号就所对应着各个FLASH的ID。 Wafer在生产时会跟据生产参数写入一个数字标识，这个标就是我们 的ID。这个ID同样参数的产品也会因为会根据各位厂商的定议方式不 同而不样。一般情况下这个ID由6*2组数字或字母组成。在PC上就是 就是靠ID识别各各FLASH。如： TC58NVG5D2FTA00(98,D7,94,32,76，D5),TC58NVG5D2FTA00是 东芝TSOP FLASH的型号，98 D7 94 32 76 56 D5是识别这个型号的 ID，是唯一的。 • FLASH类型 • TSOP (12*20)最常用的；TSOP(14*18)L85常见； BGA152(14*18,12*18);BGA132(14*18,12*18)； BGA224(14*18);BGA100(12*20);LGA52(14*18,12*20);LGA60(14*18 ,12*20);TF（micrSD)卡类（3*7,4*6,5*6点位）；M2卡类（3*6点位）； sipSD卡（3*7点位）；MSPD卡（3*11点位）；COB(FLASH晶圆邦 定在PCB上，滴上黑色树脂）；iNAND卡读晶圆（44点）；iNAND读 卡（125点）等。
什么是FLASH制程
• 通常我们所说的19nm、20nm、21nm、24nm、 34nm、43nm、56nm、70nm、90nm就是指 FALSH的制程工艺。 FLASH的“制作工艺”指 得是在生产FLASH过程中，要进行加工各种电路 和电子元件，制造导线连接各个元器件。通常其 生产的精度以微米（长度单位，1微米等于千分之 一毫米）来表示（1纳米等于千分之一微米） ， 未来发展的精度越高，生产工艺越先进。在同样 的材料中可以制造更多的电子元件，连接线也越 细，提高集成度，提高处理器的制造工艺具有重 大的意义，更先进的制造工艺会使FALSH的核心 面积进一步减小，也就是说在相同面积的晶圆上 可以制造出更多的产品
nandflash read reclaim机制
nandflash read reclaim机制摘要：1.NAND Flash概述2.NAND Flash读取过程3.NAND Flash回收机制原理4.读取与回收过程中的关键技术5.应用场景及优势6.未来发展趋势正文：近年来，随着电子产品日益普及，NAND Flash存储器在全球市场上需求量持续增长。
NAND Flash存储器是一种非易失性存储器，广泛应用于各类电子设备中。
本文将介绍NAND Flash的读取回收机制，分析其工作原理及优势，并探讨未来发展趋势。
一、NAND Flash概述AND Flash是一种基于浮动栅极技术的非易失性存储器，具有较高的读写速度和较低的成本。
NAND Flash存储器单元由浮动栅极、选择栅极和源漏极组成。
数据存储在浮动栅极上，通过控制源漏极的电流来读取和写入数据。
二、NAND Flash读取过程AND Flash的读取过程主要包括以下几个步骤：1.预充电：在读取之前，对相关单元进行预充电，确保栅极电压达到足够高的水平。
2.读取：通过控制源漏极的电压，测量浮动栅极的电压，从而读取数据。
3.纠错：NAND Flash具有错误纠正码（ECC）功能，可在读取过程中检测并纠正数据错误。
三、NAND Flash回收机制原理AND Flash回收机制主要目的是清除已损坏或不再需要的数据，为新的数据腾出空间。
回收过程主要包括以下几个步骤：1.擦除：通过对指定区域进行擦除操作，清除浮动栅极上的数据。
2.编程：在擦除完成后，对新数据进行编程，将其存储在浮动栅极上。
3.验证：编程完成后，对数据进行验证，确保已正确写入。
四、读取与回收过程中的关键技术1.页读取技术：提高NAND Flash的读取速度，降低功耗。
2.快速擦除技术：缩短擦除操作的时间，提高回收效率。
3.低功耗技术：降低NAND Flash在工作过程中的功耗，提高电池续航能力。
4.3D NAND Flash技术：增加存储密度，提高容量。
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NAND FLASH的基础知识NAND Flash 的数据是以bit 的方式保存在memory cell，一般来说，一个cell 中只能存储一个bit。
这些cell 以8 个或者16 个为单位，连成bit line，形成所谓的byte(x8)/word(x16)，这就是NAND Device 的位宽。
这些Line 会再组成Page，(Nand Flash 有多种结构，我使用的Nand Flash 是K9F1208,下面内容针对三星的K9F1208U0M)，每页528Byte，每32 个page 形成一个Block，Sizeof(block)=16kByte = 32 page = 32 * 528 byteNumberof(block)=64Mbyte/16kbyte=40961page=528byte=512byte(Main Area)+16byte(Spare Area)Nand flash 以页为单位读写数据，而以块为单位擦除数据。
按照这样的组织方式可以形成所谓的三类地址：--Block Address-- Page Address--Column Address对于NAND Flash 来讲，地址和命令只能在I/O[7:0]上传递，数据宽度是8 位。
512byte需要9bit来表示，对于528byte系列的NAND，这512byte被分成1st half和2nd half,各自的访问由地址指针命令来选择，A[7:0]就是所谓的column address。
32 个page 需要5bit 来表示，占用A[13:9]，即该page 在块内的相对地址。
Block的地址是由A14 以上的bit 来表示，例如512Mbit的NAND，共4096block，因此，需要12 个bit 来表示，即A[25:14]，如果是1Gbit 的528byte/page的NAND Flash，则block address用A[26:24]表示。
而page address就是blcok address|page address in block NAND Flash 的地址表示为：Block Address|Page Address in block|halfpage pointer|Column Address地址传送顺序是Column Address,Page Address,Block Address。
由于地址只能在I/O[7:0]上传递，因此，必须采用移位的方式进行。
例如，对于512Mbit x8 的NAND flash，地址范围是0~0x3FF_FFFF，只要是这个范围内的数值表示的地址都是有效的。
以NAND_ADDR 为例：◆第1 步是传递column address，就是NAND_ADDR[7:0]，不需移位即可传递到I/O[7:0]上，而halfpage pointer 即bit8 是由操作指令决定的，即指令决定在哪个halfpage 上进行读写。
而真正的bit8 的值是don't care 的。
◆第2 步就是将NAND_ADDR 右移9 位，将NAND_ADDR[16:9]传到I/O[7:0]上◆第3 步将NAND_ADDR[24:17]放到I/O 上◆第4 步需要将NAND_ADDR[25]放到I/O 上因此，整个地址传递过程需要4 步才能完成，即4-step addressing。
如果NAND Flash 的容量是256Mbit 以下，那么，block adress 最高位只到bit24，因此寻址只需要3 步。
下面，就x16 的NAND flash 器件稍微进行一下说明。
由于一个page 的main area 的容量为256word，仍相当于512byte。
但是，这个时候没有所谓的1st halfpage 和2nd halfpage 之分了，所以，bit8就变得没有意义了，也就是这个时候bit8 完全不用管，地址传递仍然和x8 器件相同。
除了，这一点之外，x16 的NAND使用方法和x8 的使用方法完全相同。
正如硬盘的盘片被分为磁道，每个磁道又分为若干扇区，一块nand flash也分为若干block，每个block分为如干page。
一般而言，block、page之间的关系随着芯片的不同而不同，典型的分配是这样的1block = 32page1page = 512bytes(datafield) + 16bytes(oob)需要注意的是，对于flash的读写都是以一个page开始的，但是在读写之前必须进行flash 的擦写，而擦写则是以一个block为单位的。
同时必须提醒的是，512bytes理论上被分为1st half 和2sd half，每个half各占256个字节。
我们讨论的K9F1208U0B总共有4096 个Blocks，故我们可以知道这块flash的容量为4096 *(32 *528)= 69206016 Bytes = 66 MB ；但事实上每个Page上的最后16Bytes是用于存贮检验码和其他信息用的，并不能存放实际的数据，所以实际上我们可以操作的芯片容量为4096 *(32 *512) = 67108864 Bytes = 64 MB由上图所示，1个Page总共由528 Bytes组成，这528个字节按顺序由上而下以列为单位进行排列（1列代表一个Byte。
第0行为第0 Byte ，第1行为第1 Byte，以此类推，每个行又由8个位组成，每个位表示1个Byte里面的1bit）。
这528Bytes按功能分为两大部分，分别是Data Field和Spare Field，其中Spare Field占528Bytes里的16Bytes,这16Bytes是用于在读写操作的时候存放校验码用的，一般不用做普通数据的存储区，除去这16Bytes,剩下的512Bytes便是我们用于存放数据用的Data Field，所以一个Page上虽然有528个Bytes，但我们只按512Bytes进行容量的计算。
读命令有两个，分别是Read1,Read2其中Read1用于读取Data Field的数据，而Read2则是用于读取Spare Field的数据。
对于Nand Flash来说，读操作的最小操作单位为Page，也就是说当我们给定了读取的起始位置后，读操作将从该位置开始，连续读取到本Page的最后一个Byte为止（可以包括Spare Field）。
Nand Flash的寻址Nand Flash的地址寄存器把一个完整的Nand Flash地址分解成Column Address与PageAddress.进行寻址。
Column Address: 列地址。
Column Address其实就是指定Page上的某个Byte，指定这个Byte其实也就是指定此页的读写起始地址。
Paage Address：页地址。
由于页地址总是以512Bytes对齐的，所以它的低9位总是0。
确定读写操作是在Flash上的哪个页进行的。
Read1命令当我们得到一个Nand Flash地址src_addr时我们可以这样分解出Column Address和Page Address ：column_addr=src_addr%512; // column addresspage_address=(src_addr>>9); // page address也可以这么认为，一个Nand Flash地址的A0~A7是它的column_addr，A9~A25是它的Page Address。
(注意地址位A8并没有出现，也就是A8被忽略，在下面你将了解到这是什么原因)Read1 命令的操作分为4个Cycle，发送完读命令00h或01h（00h与01h的区别请见下文描述）之后将分4个Cycle发送参数，1st.Cycle是发送Column Address。
2nd.Cycle ,3rd.Cycle和4th.Cycle则是指定Page Address（每次向地址寄存器发送的数据只能是8位，所以17位的Page Address必须分成3次进行发送。
Read1的命令里面出现了两个命令选项，分别是00h和01h。
这里出现了两个读命是否令你意识到什么呢？是的，00h是用于读写1st half的命令，而01h是用于读取2nd half 的命令。
现在我可以结合上图给你说明为什么K9F1208U0B的DataField被分为2个half 了。
如上文我所提及的，Read1的1st.Cycle是发送Column Address，假设我现在指定的Column Address是0，那么读操作将从此页的第0号Byte开始一直读取到此页的最后一个Byte(包括Spare Field)，如果我指定的Column Address是127，情况也与前面一样，但不知道你发现没有，用于传递Column Address的数据线有8条（I/O0~I/O7，对应A0~A7，这也是A8为什么不出现在我们传递的地址位中），也就是说我们能够指定的Column Address范围为0~255，但不要忘了，1个Page的DataField是由512个Byte组成的，假设现在我要指定读命令从第256个字节处开始读取此页，那将会发生什么情景？我必须把Column Address设置为256，但Column Address最大只能是255，这就造成数据溢出。
正是因为这个原因我们才把Data Field分为两个半区，当要读取的起始地址（Column Address）在0~255内时我们用00h命令，当读取的起始地址是在256~511时，则使用01h命令.假设现在我要指定从第256个byte开始读取此页，那么我将这样发送命令串：column_addr=256;NF_CMD=0x01; ? 从2nd half开始读取NF_ADDR=column_addr&0xff; 1st CycleNF_ADDR=page_address&0xff; 2nd.CycleNF_ADDR=(page_address>>8)&0xff; 3rd.CycleNF_ADDR=(page_address>>16)&0xff; 4th.Cycle其中NF_CMD和NF_ADDR分别是NandFlash的命令寄存器和地址寄存器的地址解引用，我一般这样定义它们：#define rNFCMD (*(volatile unsigned char *)0x4e000004) //NADD Flash command#define rNFADDR (*(volatile unsigned char *)0x4e000008) //NAND Flash address事实上，当NF_CMD=0x01时，地址寄存器中的第8位（A8）将被设置为1（如上文分析，A8位不在我们传递的地址中，这个位其实就是硬件电路根据01h或是00h这两个命令来置高位或是置低位），这样我们传递column_addr的值256随然由于数据溢出变为1，但A8位已经由于NF_CMD =0x01的关系被置为1了，所以我们传到地址寄存器里的值变成了：A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A81 0 0 0 0 0 0 0 1这8个位所表示的正好是256，这样读操作将从此页的第256号byte（2nd half的第0号byte）开始读取数据。