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閃存Nand Flash存儲結構淺析

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

        NandFlash存儲器由多個(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的存儲結果

NAND Flash的頁(yè),包含主區(Main Area)和備用區(Spare Area)兩個(gè)域,“主區”中有512*8(或256*16)或2048*8(或1024*16)個(gè)位,“備用區”中有16*8(或8*16)或64*8(或32*16)個(gè)位,這樣每一頁(yè)總共有528*8(264*16)或2112*8(或1056*16)個(gè)位。備用區是保留區域,用來(lái)標記壞塊(bad block)和存放ECC的值,因此對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)只有“主區”是可用的。

圖1是MT29F2G08AxB的結構圖,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的規格。NandFlash的特別之處就在于頁(yè)結構,它分成數據區和備用區兩個(gè)部分,數據區和備用區按頁(yè)的形式一一對應,因此讀取和編程的數據流也需要按頁(yè)的結構進(jìn)行組織和分解。

圖1所示的MT29F2G08AxB芯片的數據區為2048字節,備用區為64字節。在實(shí)際應用中,備用區一般用于數據區的檢錯和糾錯。

NAND flash出廠(chǎng)時(shí)可能含有無(wú)效的塊,在使用過(guò)程中也可能會(huì )出現其他無(wú)效的塊。無(wú)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(chǎng)前都經(jīng)過(guò)測試和擦除,并標識了壞塊,禁止對在出廠(chǎng)時(shí)作了標記的壞塊進(jìn)行擦除或編程。因此在應用中和編程時(shí),都需要能夠對壞塊進(jìn)行識別和處理。NandFlash的塊保證是可用的。

另外,Micron NandFlash具有10個(gè)頁(yè)的OTP區域,這個(gè)區域不能被擦除,只能編程一次,而且如果被保護,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(guò)程中會(huì )產(chǎn)生壞塊。所以NandFlash芯片廠(chǎng)商為了區分好塊與壞塊,會(huì )在出廠(chǎng)的時(shí)候在備用區某個(gè)地址中標記非FFh表示壞塊。

小心不要擦除壞塊標記,這一點(diǎn)很重要

工廠(chǎng)在寬溫和寬電壓范圍內測試了Nand;一些由工廠(chǎng)標記為壞的區塊可能在一定的溫度或電壓條件下仍然能工作,但是,將來(lái)可能會(huì )失效。如果壞塊信息被擦除,就無(wú)法再恢復。

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