什么是SLC NAND 存储芯片？主要用在哪些领域？宏旺半导体来讲解

对嵌入式系统领域有一定了解的朋友，对作为存储设备的NOR FLASH和NAND FLASH，应该不陌生。如今，互联设备不再局限于笔记本电脑、平板电脑和手机，而是延伸到了曾被视为“与网无缘”的常见物品。

什么是SLC NAND 存储芯片？主要用在哪些领域？宏旺半导体讲解

随着应用存储需求因代码量的增加而不断增长，以及越来越多的新应用需要使用低密度存储，SLC NAND能够为提供比其他低密度存储解决方案更为实惠的价格。过去，这种插槽由NOR提供支持，但随着存储需求的不断增长，SLC NAND能够提供更经济的替代选项。SLC NAND容量更高且成本较低，这些优势使得采用这种存储的新应用迅速增多。

那究竟什么是SLC NAND ？宏旺半导体之前提到过，SLC NAND FLASH是一种高性能、高性价比的存储解决方案，弥补了SPI NOR FLASH容量低、价格高、速度低的缺陷，可提供更高的可靠性、更健壮的纠错性能、更长期的产品生命周期。

除了经济实惠，SLC NAND解决方案还具有引脚数量更少的特点，可进一步简化设计并缩减尺寸，实现过去只有采用NOR才能实现的小巧外形规格。现在，SLC NAND可在更高的温度范围(105°C左右)中运行。宏旺半导体作为国内资深存储品牌，积极将先进的工艺引入SLC NAND闪存产品中。为确保产品品质的稳定性，宏旺半导体的Parallel SLC NAND采用工业级SLC，经过了严格的封装、测试和认证。

什么是SLC NAND 存储芯片？主要用在哪些领域？宏旺半导体讲解

SLC NAND Flash产品支持宽温可达-25℃~85℃，是新一代汽车、工业及物联网等应用的理想选择。SLC NAND产品为那些工作在恶劣环境、温差大、又需要长期稳定可靠运行的应用提供了理想的解决方案。串口SPI NAND对于过去使用NOR Flash（SPI）、可靠性要求高、小封装、又难以接受大容量NOR的高成本的应用，提供了完美的代码及数据存储的解决方案；而并口的SLC NAND产品则更适用于需要更高带宽的应用。

随着新型冠状病毒疫情的扩散，全球疫情的恶化影响到了存储的供应，加上5G推动的智能手机、数据中心、通信三个产业需求叠加爆发，这已导致供需剪刀差会长时间存在，助推产品价格上涨。那么叠加此次疫情，存储芯片供应会受到一定影响，会进一步加剧产品涨价，并且供应也出现不稳定的因素。

在这样的背景下，国产替代成为越来越多人的选择。认准主流品牌才能带来更好的体验。宏旺半导体推出的SLC NAND，具有低功耗、高稳定度与轻小体积的特点，目前已广泛应用于移动设备、工规市场、车载系统、物联网、机器人及人工智能等领域。为满足客户应用的不同需求，宏旺半导体的SLC NAND闪存产品提供多种容量及封装形式的选择。与NOR型闪存相比，SLC NAND可以为设计带来显著成本优势。

另外ICMAX拥有完全自主的NAND Flash设计能力，擦写次数达到10万次，存储时间高达10年以上，硬件的ECC校验，更好的帮助客户管理好Flash。宏旺半导体ICMAX的SLC NAND具备体积小、集成度高等优势，从严格的封装、测试、认证等一步到位，大大缩短生产周期，为客户提供高性能到高性价比的解决方案，帮助客户抢占市场先机。未来宏旺半导体会持续把存储芯片研发做好，继续对标国际原厂技术指标，达到国际一流产品技术标准，为市场提供最符合市场期待的存储解决方案。

基于AM335X开发板 ARM Cortex-A8——NAND FLASH版本核心板使用说明

前 言：

NAND FLASH版本和eMMC版本核心板使用方法基本一致。本文主要描述U-Boot编译、基础设备树文件编译、固化Linux系统NAND FLASH分区说明和NAND FLASH启动系统、固化Linux系统、AND FLASH读写测试等，NAND FLASH版本与eMMC版本核心板在使用方面的不同之处，相同之处将不重复描述。

创龙科技TL335x-EVM-S是一款基于TI Sitara系列AM3352/AM3354/AM3359 ARM Cortex-A8高性能低功耗处理器设计的评估板。

评估板接口资源丰富，引出双路千兆网口、LCD、HDMI、GPMC、CAN等接口，方便用户快速进行产品方案评估与技术预研，应用在通讯管理、数据采集、人机交互、运动控制、智能电力等典型领域。

U-Boot编译

进行U-Boot编译选项配置时，请执行如下命令。

Host# make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- am335x_evm_s_nandboot_defconfig

图 1

我司提供经过验证的U-Boot镜像文件位于产品资料“4-软件资料\Linux\U-Boot\image\u-boot-2017.01-[Git系列号]-[版本号]\”目录下，分别为MLO-nand、u-boot.img-nand。系统启动卡制作完成后，请将MLO-nand和u-boot.img-nand文件复制到系统启动卡BOOT分区下，备份原有的eMMC版本MLO、u-boot.img文件，并将MLO-nand和u-boot.img-nand文件重命名为MLO、u-boot.img。

图 2

Host# sudo cp MLO-nand MLO

Host# sudo cp u-boot.img-nand u-boot.img

图 3

基础设备树文件编译

基础设备树源文件为内核源码“arch/arm/boot/dts/”目录下的tl335x-evm-s-nandflash.dts和tl335x-evm-s-nandflash-hdmi.dts，重新编译基础设备树时请使用此文件。我司提供经过验证的基础设备树文件为产品资料“4-软件资料\Linux\Kernel\image\linux-rt-4.9.65-[Git系列号]-[版本号]\”目录下的tl335x-evm-s-nandflash.dtb和tl335x-evm-s-nandflash-hdmi.dtb，请将其分别复制到系统启动卡rootfs分区以及rootfs-backup分区的boot目录下。

图 4

请执行如下命令将tl335x-evm.dtb软链到tl335x-evm-s-nandflash.dtb文件。tl335x-evm-s-nandflash.dtb支持LCD显示，如需使用HDMI显示，则将tl335x-evm.dtb软链到tl335x-evm-nandflash-hdmi.dtb文件即可。

Host# sudo rm tl335x-evm.dtb

Host# sudo ln -s tl335x-evm-s-nandflash.dtb tl335x-evm.dtb

Host# ls -l

图 5

使用替换了U-Boot和基础设备树文件的Linux系统启动卡启动评估板，进入文件系统执行如下命令可查看到NAND FLASH分区信息，即说明文件替换成功。

Target# cat /proc/mtd

图 6

固化Linux系统

本章节介绍Linux系统固化过程，包括固化U-Boot、内核、设备树和文件系统至NAND FLASH。

NAND FLASH分区说明

进入评估板系统后执行如下命令，查看NAND FLASH分区信息。

Target# cat /proc/mtd

图 7

表 1

NAND FLASH

MTD0

nand.spl：存放U-Boot第一阶段启动文件MLO

MTD1

nand.u-boot：存放U-Boot第二阶段启动文件u-boot.img

MTD2

nand.env：存放环境变量

MTD3

nand.devicetree：存放设备树文件

MTD4

nand.kernel：存放内核镜像

MTD5

nand.logo：存放LOGO文件

MTD6

nand.mini-fs：备用分区，一般存放小型文件系统（暂未使用）

MTD7

nand.rootfs：存放文件系统

固化Linux系统

Linux系统启动卡制作时，已将系统固化的脚本文件mknandboot.sh复制到了Linux系统启动卡文件系统的“/opt/tools/”目录下。

图 8

执行如下命令进行一键固化。

Target# /opt/tools/mknandboot.sh

图 9

脚本会进行如下操作：

擦除NAND FLASH。将Linux系统启动卡BOOT分区中的U-Boot、LOGO固化至NAND FLASH对应分区。将Linux系统启动卡rootfs-backup分区中的文件系统boot目录下的内核镜像和基础设备树文件固化至NAND FLASH对应分区。将Linux系统启动卡rootfs-backup分区中的文件系统固化至NAND FLASH对应分区。

用时约5~10min，Linux系统固化成功，同时串口调试终端打印提示信息。

从NAND FLASH启动系统

评估板断电，将Linux系统启动卡从评估板Micro SD卡槽中取出，根据评估底板丝印将拨码开关拨为10110(1~5)，此档位为NAND FLASH启动模式。评估板上电，串口调试终端将会打印如下类似启动信息。

图 10

图 11

NAND FLASH读写测试

本章节对NAND FLASH的MTD6分区进行读写速度测试。MTD6是NAND FLASH的备用分区，一般存放小型文件系统，大小为32MByte。读写测试会将该分区内容擦除，请做好数据备份。

执行如下命令查询NAND FLASH分区，确认MTD6分区大小（读写请勿超出分区大小），将该分区内容擦除。

Target# cat /proc/mtd

Target# flash_erase /dev/mtd6 0 0

图 12

NAND FLASH写速度测试

进入评估板文件系统，执行如下命令对NAND FLASH进行写速度测试。

Target# time dd if=/dev/zero of=/dev/mtd6 bs=1024k count=30

图 13

此处一共写30MByte测试数据到NAND FLASH的MTD6分区下，可看到本次测试的NAND FLASH写速度约为：30MByte/7.79s=3.85MB/s。

NAND FLASH读速度测试

重启评估板，进入评估板文件系统，执行如下命令对NAND FLASH进行读速度测试。

Target# time dd if=/dev/mtd6 of=/dev/null bs=1024k count=30

图 14

此处从NAND FLASH的MTD6分区读取30MByte数据，可看到本次测试的NAND FLASH读速度约为：30MByte/4.44s=6.75MB/s。

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