Алгоритм - Учебный центр

Версия сайта для слабовидящих
Заполните форму ниже! Мы вам перезвоним!

Нажав на кнопку "Отправить", Я даю своё согласие на автоматизированную обработку указанной информации, распространяющейся на осуществление всех действий с ней, включая сбор, передачу по сетям связи общего назначения, накопление, хранение, обновление, изменение, использование, обезличивание, блокирование, уничтожение и обработку посредством внесения в электронную базу данных, систематизации, включения в списки и отчетные формы.


Микросхемы NAND-флэш памяти (ликбез).

Микросхемы NAND-флэш памяти (ликбез).

В основе NAND-архитектуры лежит И-НЕ алгоритм (на англ. NAND). Принцип работы аналогичен NOR-типу, и отличается только расположением ячеек и их контактов. Уже нет необходимости подводить контакт к каждой ячейке памяти, так что стоимость и размер NAND-процессора значительно меньше. За счет этой архитектуры, запись и стирание происходят заметно быстрее. Однако эта технология не позволяет обращаться к произвольной области или ячейке, как в NOR. Для достижения максимальной плотности и емкости, флеш-накопитель, изготовленный по технологии NAND, использует элементы с минимальными размерами. Поэтому, в отличие от NOR-накопителя допускается наличие сбойных ячеек (которые блокируются и не должны быть использованы в дальнейшем), что заметно усложняет работу с такой флеш-памятью. Более того, сегменты памяти в NAND снабжаются функцией CRC для проверки их целостности. В настоящее время NOR и NAND-архитектуры существуют параллельно и никак не конкурируют друг с другом, поскольку у них разная область применения. NOR используется для простого хранения данных малого объема, NAND - для хранения данных большого размера.

Особенности микросхем NAND-флэш памяти можно наглядно рассмотреть на примере кристаллов Hynix серии HY27xx(08/16)1G1M. На рис. 1 показана внутренняя структура и назначение выводов этих приборов.

 

Рис. 1. Внутренняя организация микросхем NAND-флэш Hynix

Линии адреса мультиплексированы с линиями ввода/вывода данных на 8-ми или 16-ти разрядной шине ввода/вывода. Такой интерфейс уменьшает количество используемых выводов и делает возможным переход к микросхемам большей емкости без изменения печатной платы. Каждый блок может быть запрограммирован и стерт 100000 раз и более. Для увеличения жизненного цикла NAND-флэш устройств рекомендуется применять код корректировки ошибок (ECC). Микросхемы имеют выход «чтение/занят» (RB) с открытым стоком, который может использоваться для идентификации активности контроллера PER (Program/Erase/Read). Поскольку выход сделан с открытым стоком, существует возможность подключать несколько таких выходов от разных микросхем памяти вместе через один «подтягивающий» резистор к положительному выводу источника питания. Для оптимальной работы с дефектными блоками доступна команда «Copy Back». Если программирование какой-либо страницы оказалось неудачным, данные по этой команде могут быть записаны в другую страницу без их повторной отправки.

Массив памяти NAND-структуры организован в виде блоков, каждый из которых содержит 32 страницы. Массив разделен на две области: главную и запасную.

Главная область массива используется для хранения данных, в то время как запасная область обычно задействована для хранения кодов коррекции ошибок (ECC), программных флагов и идентификаторов негодных блоков (Bad Block) основной области. В устройствах х8 страницы в главной области разделены на две полустраницы по 256 байт каждая, плюс 16 байт запасной области. В устройствах х16 страницы разделены на главную область объемом 256 слов и запасную объемом 8 слов.

NAND-флэш устройства со страницами 528 байт/264 слова могут содержать негодные блоки, в которых может быть одна и более неработоспособных ячеек, надежность которых не гарантируется. Помимо этого, дополнительные негодные блоки могут появиться в ходе эксплуатации изделия. Информация о плохих блоках записывается в кристалл перед отправкой. Работа с такими блоками выполняется по процедуре, детально описанной в справочном руководстве по микросхемам памяти Hynix. При работе с микросхемами памяти выполняются три основных действия: чтение, запись и стирание. Процедуры чтения данных из NAND-памяти могут быть трех типов: случайное чтение, постраничное чтение и последовательное построчное чтение.

При случайном чтении для получения одной порции данных нужна отдельная команда.

Чтение страницы выполняется после доступа в режиме случайного чтения, при котором содержимое страницы переносится в буфер страницы. О завершении переноса информирует высокий уровень на выход "Чтение/занят". Данные могут быть считаны последовательно (от выбранного адреса столбца до последнего столбца) по импульсу сигнала на Read Enable (RE).

Режим последовательного построчного чтения активен, если на входе Chip Enable (CE) остается низкий уровень, а по входу Read Enable поступают импульсы после прочтения последнего столбца страницы. В этом случае следующая страница автоматически загружается в буфер страниц и операция чтения продолжается. Операция последовательного построчного чтения может использоваться только в пределах блока. Если блок изменяется, должна быть выполнена новая команда чтения.

Стандартной процедурой записи данных является постраничная запись. Главная область массива памяти программируется страницами, однако допустимо программирование части страницы с необходимым количеством байт (от 1 до 528) или слов (от 1 до 264). Максимальное число последовательных записей частей одной и той же страницы составляет не более одной в главной области и не более двух в резервной области. После превышения этих значений необходимо выполнить команду стирания блока перед любой последующей операцией программирования этой страницы.

Каждая операция программирования состоит из пяти шагов:

- один цикл на шине необходим для настройки команды записи страницы;

- четыре шинных цикла требуются для передачи адреса;

- выдача данных на шину (до 528 байт / 264 слов) и загрузка в буфер страниц;

- один цикл на шине необходим для выдачи команды подтверждения для старта контроллера PER;

- выполнение контроллером PER записи данных в массив.

Операция стирания выполняется за один раз над одним блоком. В результате её работы все биты в указанном блоке устанавливаются в "1". Все предыдущие данные оказываются утерянными. Операция стирания состоит из трех шагов:

- один цикл шины необходим для установки команды стирания блока;

- только три цикла шины нужны для задания адреса блока, первый цикл (A0-A7) не требуется, поскольку верны только адреса с А14 по А26 (старшие адреса), А9-А13 игнорируются;

- один цикл шины необходим для выдачи команды подтверждения для старта контроллера PER.

iNAND флэш предназначена для использования в мобильных устройствах (низкая потребляемая мощность). iNAND использует интеллектуальные технологии флэш-памяти, передовые технологии кэширования, которые увеличивают быстродействие системы и производительность для более быстрой загрузки приложений, просмотра веб-страниц, и многозадачности. Чипы iNAND выпускаются в очень компактных упаковках.

 


Лицензия