NANDFLASH编程总结.docx
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NANDFLASH编程总结.docx
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NANDFLASH编程总结
NANDFLASH操作总结
目前NANDFLASH主要是SAMSUNG、TOSHIBA两家公司生产。
本文我们主要讨论
这两家的产品型号。
另外我们还会讨论Hitachi的ANDFlash,
为了内容条理起见,我们将分别讨论SAMSUNG、TOSHIBA的BinaryFlash,详细说
明:
1、各个厂家各个型号Flash的操作时序、以及这些操作在USB—闪存盘控制器”中的影响;2、同一厂家不同型号间的区别、不同厂家之间的区别;
然后讨论TOSHIBA的MLCFlash;
最后我们要考虑一下ANDFlash的情况,并给出一个初步的结论:
我们是否需要支持
ANDFlash。
通过这些比较,给出一个较明确的结论:
我们的USB—闪存盘控制器”需要支持的
Flash操作有那些,时序图如何!
SAMSUNG:
SAMSUNG推出的NANDFlash主要有以下容量:
32Mbit、64Mbit、128Mbit、256Mbit、512Mbit、1Gbit、2Gbit、4Gbit通常,我们
把其中的1Gbit、2Gbit、4Gbit叫做大容量”,其余的则不加强调。
32Mbit、64Mbit、128Mbit、256Mbit、512Mbit的Flash的特性基本相似:
Organization
-DataRegister:
(512+16)Byte
AutomaticProgramandErase
-PageProgram:
(512+16)Byte
-BlockErase:
(8K+256)Byte/(16K+512)Byte
528-BytePageReadOperation
-RandomAccess:
10s(Max.)
-SerialPageAccess:
50ns(Min.)
FastWriteCycleTime
-Programtime:
200s(typ.)
-BlockErasetime:
2ms(typ.)
Flash操作包括基本的七种操作:
Read1、Read2、ReadID、Reset、PageProgram、BlockErase、ReadStatus
512Mbit的Flash引入了Plane"和Copy-Back"的概念,并为此增加了四种新的操作但却放弃了128Mbit、256Mbit中SequentialDataInput"操作,这四种操作是:
针对
Plane"的PageProgram(Dummy)、Multi_PlaneBlockErase、ReadMulti_PlaneStatus
针对Copy-Back"的Copy_BackProgram
1Gbit、2Gbit、4Gbit(大容量)的操作基本相同,但他们比一般Flash多了
Copy-Back、CacheProgram的功能:
Organization
-DataRegister:
(2K+64)Byte
-CacheRegister:
(2K+64)Byte
AutomaticProgramandErase
-PageProgram:
(2K+64)Byte
-BlockErase:
(128K+4K)Byte
PageReadOperation
-RandomAccess:
25
s(Max.)
SerialPageAccess:
50ns(Min.)
FastWriteCycleTime
-Programtime:
300~400
s(typ.)
-BlockErasetime:
2ms(typ.)
大容量Flash操作包括七种基本操作中的六种:
Read、ReadID、Reset、PageProgram、BlockErase、ReadStatus,大容量Flash的
Page不再分为A、B、C区,所以也不再有Read1、Read2的区分。
另外支持五种高性能操
作方式:
ReadforCopy-Back
、CacheProgram、Copy-BackProgram、RandomData
Input、RandomDataOutput
。
下面我们就讨论一下各个操作的详细时序
Read1操作示意图:
Attar>±ioacces*on2ndh口li门吓口丫by01Hoomfriondl,theBiartpointerisaubonnolicallymovedto1silhaHanray(OOhjolnejdcycle
Readl操作时序图
READ1OPERATIONiREADONEPAGE)
CLE
冼
WE
ALE
RE
gw
R/B
普通Flash的Page划分为A、B、C三个区,其中A区是0~255Byte,B区是
256~511Byte,C区是512~527Byte,Read1操作是针对A、B区的,也就是说Rread1操作
只能访问512Byte的数据区;而16Byte的冗余区则是通过Read2来完成的。
Readl操作可
以通过CE/信号来中断读操作。
下面是Read2的操作:
Readl操作示意图
Readl操作时序图:
READ2OPERATIONiREADONEPAGE■
CLEJ—\
尿飞r\
另外,对于读操作还有一种行连续读”,她可以连续读数据区或者冗余区的数据,其
操作示意图如下
SequentialRowReadlOperation
对于Read2操作同样也有连续读”操作,操作示意图如下
R/B
_I-
r
tR占
RB
[lagField
SpareField
SequentialRowRead2Operation(GNDInput=FixedLow)
PAGEPRGRAM
由于NANDFlash的写入是以PGAE为单位的,并且对于所有写入操作,我们都需要有
个读状态”操作来判断数据是否正确写入,所以,我们把写入和读状态操作放在一起来进
行说明,操作示意图如下
RB
其操作时序图如下
Program&ReadStatusOperation
PAGEPROGRAMOPERATION
BLOCKERASE
在NANDFlash中,擦除是以BLOCK为单位的,我们称之为块擦除”,她是正确写入数
据的前提。
因为每次写入时我们都必须保证写入单元为FF,否则将不能把原来为0”的bit改
写为1”。
块擦除”完成后也需要有一个读状态”操作来判断擦除是否完成。
操作示意图如下:
BlockEraseOperation
操作时序如下
Ii~\I\」
BLOCKERASEOPERATION(ERASEONEBLOCK)
READID
读ID,顾名思义,就是读出该芯片的信息。
操作示意图如下
操作时序图如下
OLE/\
CE
WE~\/\/
ALE
MANUFACTURE&DEVICEIDREADOPERATION
RESET
RESET操作可以用来中断一些操作,但在一般操作中,我们不建议这么做。
RESET操作
其实很少用到,所以我们只在下面给出其操作示意图
R/B
*曲1*|
|/Ofl-7
o
RESETOperation
以上我们对一般FLASH的七种基本操作做了说明。
下面就结合各个具体型号对其所具
有的特色操作作以总结:
由第一部分我们比较的结果可以发现:
32Mbit、64Mbit、128Mbit、256Mbit只具有七项基本操作;
512Mbit基本具有了大容量”FLASH的一些特性,算是一种过渡。
由于其具有了CopyBack”特性,和PLANE”结构,所以他有比以前容量更灵活和强大的操作。
1Gbit、2Gbit、4Gbit这些都是大容量”FLASH,由于PAGE大小的改变,并且新增了
CACHEREGISTER所以,大容量”FLASH不支持READ1,READ2,只有READ功能,但是可
以灵活地读出一段数据。
另外,她还增加了五条功能十分强大的操作,这些我们将详细介
绍他们。
我们下面就总结一下512MbitFLASH的特性:
为了更好地理解她的特性,我们先介绍一下PLANE”的概念。
这款芯片把存储单元分
为四个128Mbit的存储平面”,每个存储平面”包括1024个BLOCK和528Byte的页寄存器。
这样,每个存储平面”就可以独立地完成类似页操作的功能,其地址映射情况如下:
|52砌'teP邨RegiElierE|
MemoryArrayMap
好了,我们现在就看看跟Plane有关的操作:
Multi-PlanePageProgramOperation:
就是在四个Plane内进行Program操作,这样
可省去大量的写入等待时间。
因为数据其实是先写入到了各个Plane的寄存器。
但是主要由
于芯片本身只有四个Plane,所以每次Multi-PlanePageProgramOperation不能超过四次。
这个操作其实与大容量”中Cahce操作是相同的。
下面给出操作示意图和时序图
CBSYIDBSY1DBSYtPROG
D00
At■A/jAs~Abe
528ByteDada
Datainput
Four-PlanePageProgram
AAg00露
存履丿豆mrM垸匸匚口二
絃g直且倉EAS801
lue」BO』d卫BlfldQU™d・』nQ丄rxUJ
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no一4E」2doUJtn」6o」dUEedWUJ2CH4-3W
Multi-PlanePageProgramOperation
Multi-PlaneBlockEraseOperation
CLE
CE
WE
ALE
RE
l/Od'7
R/B
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BlockIEiziscSeitpCommand
IEraseConfirmCormiond
li-Planc
ftddhess
ReadMu
StEflueCornmond
GOh"A^kir*DOh
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ForMdti・自14111合Eraseoperatiion.BlockaddresstobeerasedshouldberepeatedbeforeHD0H"coninnarid.
ExJFoiir-PMn&Bl
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