单片机 nand flash 作为嵌入式工程师的你，这些FLASH你应该明白吧-行情-上海羊羽卓进出口贸易有限公司

单片机 nand flash 作为嵌入式工程师的你，这些FLASH你应该明白吧

发布时间 : 2024-10-12

作者 : 小编

访问数量 : 23

扫码分享至微信

作为嵌入式工程师的你，这些FLASH你应该明白吧

嵌入式开发得弄明白各种Flash

1、Flash Memory的简介

大家好，我是一哥，今天来介绍下嵌入式的各种Flash。所谓Flash，是内存（Memory）的一种，但兼有RAM和ROM 的优点，是一种可在系统（In-System）进行电擦写，掉电后信息不丢失的存储器，同时它的高集成度和低成本使它成为市场主流。

Flash 芯片是由内部成千上万个存储单元组成的，每个单元存储一个bit。具有低功耗、大容量、擦写速度快、可整片或分扇区在系统编程（烧写）、擦除等特点，并且可由内部嵌入的算法完成对芯片的操作，因而在各种嵌入式系统中得到了广泛的应用。

作为一种非易失性存储器，Flash在系统中通常用于存放程序代码、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等。

///插播一条：我自己在今年年初录制了一套还比较系统的入门单片机教程和毕业设计指导，想要的同学找我拿就行了免費的，私信我就可以哦~点我头像白色字体加我也能领取哦，记得回复一哥///

常用的Flash为8位或16位的数据宽度，编程电压为单3.3V。主要的生产厂商为INTEL、ATMEL、AMD、HYUNDAI等。Flash 技术根据不同的应用场合也分为不同的发展方向，有擅长存储代码的NOR Flash和擅长存储数据的NAND Flash。一下对NOR Flash和NAND Flash的技术分别作了相应的介绍。

2、Flash Memory主要特性

与传统的硬盘存储器相比，Flash Memory 具有质量轻、能耗低、体积小、抗震能力强等的优点，但也有不少局限性，主要如下：

.需要先擦除再写入Flash Memory 写入数据时有一定的限制。它只能将当前为 1 的比特改写为 0，而无法将已经为 0 的比特改写为 1，只有在擦除的操作中，才能把整块的比特改写为 1。

块擦除次数有限Flash Memory 的每个数据块都有擦除次数的限制（十万到百万次不等），擦写超过一定次数后，该数据块将没法可靠存储数据，成为坏块。

为了最大化的延长 Flash Memory 的寿命，在软件上须要做擦写均衡（Wear Leveling），通过分散写入、动态映射等伎俩均衡使用各个数据块。同时，软件还须要进行坏块管理（Bad Block Management，BBM），标识坏块，不让坏块参与数据存储。（注：除了擦写导致的坏块外，Flash Memory 在出产过程也会产生坏块，即固有坏块。）

.读写干扰由于硬件实现上的物理特性，Flash Memory 在进行读写操作时，有可能会导致邻近的其他比特发生位翻转，导致数据异常。这种异常可以通过重新擦除来恢复。Flash Memory 应用中通常会使用 ECC 等算法进行错误检测和数据修正。

.电荷泄漏存储在 Flash Memory 存储单元的电荷，如果长期没有使用，会发生电荷泄漏，导致数据错误。不过这个时间比较长，一般十年左右。此种异常是非永久性的，重新擦除可以恢复。

3、Nor Flash 和 Nand Flash

根据硬件上存储原理的不同，Flash Memory 主要可以分为 NOR Flash 和 NAND Flash 两类。主要的差异如下所示：

·NAND Flash 读取速度与 NOR Flash 相近，根据接口的不同有所差异；

·NAND Flash 的写入速度比 NOR Flash 快很多；

·NAND Flash 的擦除速度比 NOR Flash 快很多；

·NAND Flash 最大擦次数比 NOR Flash 多；

·NOR Flash 支持片上执行，可以在上面直接运行代码；

·NOR Flash 软件驱动比 NAND Flash 简单；

·NOR Flash 可以随机按字节读取数据，NAND Flash 需要按块进行读取。

·大容量下 NAND Flash 比 NOR Flash 成本要低很多，体积也更小；（注：NOR Flash 和 NAND Flash 的擦除都是按块块进行的，执行一个擦除或者写入操作时，NOR Flash 大约需要 5s，而 NAND Flash 通常不超过 4ms。）

1、NOR Flash

NOR Flash 依据与 CPU 端接口的不同，能够分为 Parallel NOR Flash 和 Serial NOR Flash 两类。

Parallel NOR Flash 能够接入到 Host 的 SRAM/DRAM Controller 上，所存储的内容能够直接映射到 CPU 地址空间，不须要拷贝到 RAM 中即可被 CPU 访问，因而支持片上执行。Serial NOR Flash 的成本比 Parallel NOR Flash 低，主要通过 SPI 接口与 Host 连接。

鉴于 NOR Flash 擦写速度慢，成本高等特性，NOR Flash 主要应用于小容量、内容更新少的场景，例如 PC 主板 BIOS、路由器系统存储等。

2、NAND Flash

NAND Flash 需要通过专门的 NFI（NAND Flash Interface）与 Host 端进行通信，如下图所示：

NAND Flash 依据每个存储单元内存储比特个数的不同，能够分为 SLC（Single-Level Cell）、MLC（Multi-Level Cell）和 TLC（Triple-Level Cell）三类。其中，在一个存储单元中，SLC 能够存储 1 个比特，MLC 能够存储 2 个比特，TLC 则能够存储 3 个比特。

NAND Flash 的一个存储单元内部，是通过不同的电压等级，来表示其所存储的信息的。在 SLC 中，存储单元的电压被分为两个等级，分别表示 0 和 1 两个状态，即 1 个比特。在 MLC 中，存储单元的电压则被分为 4 个等级，分别表示 00 01 10 11 四个状态，即 2 个比特位。同理，在 TLC 中，存储单元的电压被分为 8 个等级，存储 3 个比特信息。

NAND Flash 的单个存储单元存储的比特位越多，读写性能会越差，寿命也越短，但是成本会更低。Table 1 中，给出了特定工艺和技术水平下的成本和寿命数据。

相比于 NOR Flash，NAND Flash 写入性能好，大容量下成本低。目前，绝大部分手机和平板等移动设备中所使用的 eMMC 内部的 Flash Memory 都属于 NAND Flash。PC 中的固态硬盘中也是使用 NAND Flash。

4、ROW Flash和Managed Flash

由于 Flash Memory 存在按块擦写、擦写次数的限制、读写干扰、电荷泄露等的局限，为了最大程度的发挥 Flash Memory 的价值，通常需要有一个特殊的软件层次，实现坏块管理、擦写均衡、ECC、垃圾回收等的功能，这一个软件层次称为 FTL（Flash Translation Layer）。

在具体实现中，根据 FTL 所在的位置的不同，可以把 Flash Memory 分为 Raw Flash 和 Managed Flash 两类。

1、Raw Flash

在此类应用中，在 Host 端通常有专门的 FTL 或者 Flash 文件系统来实现坏块管理、擦写均衡等的功能。Host 端的软件复杂度较高，但是整体方案的成本较低，常用于价格敏感的嵌入式产品中。

通常我们所说的 NOR Flash 和 NAND Flash 都属于这类型。

2、Managed Flash

Managed Flash 在其内部集成了 Flash Controller，用于完成擦写均衡、坏块管理、ECC校验等功能。相比于直接将 Flash 接入到 Host 端，Managed Flash 屏蔽了 Flash 的物理特性，对 Host 提供规范化的接口，能够减少 Host 端软件的复杂度，让 Host 端专注于上层业务，省去对 Flash 进行特殊的处理。

想要学习单片机的朋友，做毕业设计的同学，关注我们，回复一哥，与导师一起学习成长，共同进步，还有更多资料领取。

说了这么多，大家记得留意下方评论第一条（或者私信我）有干货~

-END-

*本文系网络转载，版权归原作者所有，如有侵权请联系删除

单片机知识问答，9999%电工不知道的知识

1、单片机电路结构包括哪些内容？

单片机（Single-Chip Microcomputer）是一种集成电路芯片，将具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上，构成了一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域有着广泛应用。

具体来说，单片机的基本结构通常包括：

中央处理器（CPU）：这是单片机的核心，包括运算器和控制器两部分。存储器：包括ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）。ROM一般用于存放应用程序，又被称为程序存储器。而RAM则用于存储单片机的运行过程中所需的数据。时钟电路：它产生单片机运行的控制信号，控制单片机严格按时序执行指令。定时/计数器：这是实现定时或计数功能的部分。中断控制系统：用于响应中断源的中断请求。并行输入/输出（I/O）接口：这部分包含P0口等，用于与外部设备进行通信和数据交换。

此外，单片机引脚方面，主要有电源引脚（VCC和VSS），它们分别接供电电源的正极和负极。还有时钟电路引脚，单片机需要有时钟脉冲信号才能工作，这些引脚通常与振荡电路相连。单片机的这种集成化设计，使得其具有数据运算与处理能力，能够实现对数据的高速处理。通过集成电路技术的应用，将多种功能部件集成到一块芯片上，大大简化了系统的结构，提高了系统的可靠性。

2、单片机的存储器有哪些类型，各有什么作用？

答：单片机的存储器主要可以分为以下几种类型，每种类型都有其特定的作用：

内部闪存存储器（Flash）：一般用来存储程序代码和常量数据。它的容量较大，读写速度较快，但擦写次数有限。这种存储器在单片机中通常被称作为程序存储器，用于存储单片机的程序。RAM存储器：主要用来存储变量和临时数据。它的容量较小，读写速度较快，但数据不稳定，掉电后数据会丢失。单片机可以从这里进行读和写操作。EEPROM存储器：一般用于存储重要的数据，如程序配置信息和校准参数等。这种存储器可以多次擦写，但读写速度较慢。

此外，根据存储特性和用途，单片机的存储器还可以分为ROM（只读存储器）和RAM（随机存储器）两大类。ROM中的数据只能被反复读取，但不能被修改或删除，常用于存储固定的程序代码。而RAM中的数据可以被反复读取、修改和删除，常用于存储临时数据和变量。

在单片机系统中，常见的存储器件还有EEPROM、NOR FLASH、NAND FLASH、FRAM、SRAM和SDRAM等。这些器件各有其特点和应用场景，如EEPROM用于存储少量可变的数据，NOR FLASH用于存储大量的固定数据，NAND FLASH用于存储海量数据，FRAM作为铁电存储器，具有非易失性，SRAM用于快速大量的暂存，而SDRAM则用于更大容量的快速暂存。

3、单片机的存储器应该怎么选择？

在选择单片机的存储器时，需要考虑以下几个因素：

存储容量：根据应用程序的大小和复杂度，确定所需的存储容量。一般来说，程序代码和常量数据可以存储在内部闪存存储器（Flash）中，而变量和临时数据则需要使用RAM存储器。读写速度：不同的存储器类型具有不同的读写速度。例如，RAM的读写速度通常比Flash快，但掉电后数据会丢失。因此，在选择存储器时，需要根据应用程序对读写速度的要求进行权衡。擦写次数：对于可擦写的存储器（如EEPROM和Flash），需要考虑其擦写次数。一般来说，Flash的擦写次数比EEPROM多，但EEPROM的擦写速度更快。因此，在选择存储器时，需要根据应用程序对擦写次数和速度的要求进行权衡。功耗：不同类型的存储器具有不同的功耗特性。例如，SRAM的功耗通常比DRAM高。因此，在选择存储器时，需要考虑单片机的功耗要求以及整个系统的功耗预算。成本：不同类型的存储器价格也有所不同。一般来说，容量越大、性能越高的存储器价格越高。因此，在选择存储器时，需要根据应用程序的成本预算进行权衡。

免责声明：本文转自网络，版权归原作者所有，如涉及作品版权问题，请及时与我们联系删除，谢谢！

如何获取 电气热门资料？

操作指引如下！

作为嵌入式工程师的你，这些FLASH你应该明白吧

单片机知识问答，9999%电工不知道的知识

关于我们

产品中心

服务与支持