FLASH代换升级方法讲解（下）

闪存芯片，就算不同容量是Pin to Pin 的，即芯片的封装、引脚的功能、外围电路都是基本相同的，芯片是可以互换。可以说是硬件间的兼容，这为FLASH代换提供了基础。

常用的FLASH都属于并行FLASH，是同时可以传输多位数据，分为8位和16位，8位就是说 FLASH有8个数据脚（I/O0-I/O7)也有的是标为（D0-D7），一次可以同时传输8位数据。16位以此类推。常用设备中用8位的较多，占到90%以上。在图1中可以看到，除了数据脚，8位和16位的FLASH其他引脚是一致的。在图1中我们发现，FLASH的48个引脚中很多都是空的（NC），特别是8位的FLASH（因为16位FLASH用得很少，所以下面的说明都是以8位的FLASH作为例子），一共才用了19个脚，这其中我们需要了解的只有2个，CE和R/B脚。这2个脚对FLASH代换升级有较大影响。CE是片选，和主控的CE脚相连，只有CE被主控相连选中，FLASH才能工作。Ｒ/Ｂ：就绪/忙输出，Ｒ/Ｂ的输出能够显示设备的操作状态。Ｒ/Ｂ处于低电平时，表示有编程、擦除或随机读操作正在进行。操作完成后，Ｒ/Ｂ会自动返回高电平。由于该端是漏极开路输出，所以即使当芯片没有被选中或输出被禁止时，它也不会处于高阻态。

上面说，闪存芯片，不同容量是Pin to Pin 的，即芯片的封装、引脚的功能、外围电路都是基本相同的。为什么说是基本相同呢？因为不同容量FLASH可能采用的管芯数量不同，从而造成引脚的细微差别。

什么是管芯呢？1984年，东芝发明闪存技术，直接催生出多种产品问世：MP3播放器、PDA，数码相机，智能手机等。作为行业标准制定者，2000年，东芝倡导成立SD协会，衍生出包括：SD卡、mini sd卡、TF/MicroSD卡等，被各种电子产品广泛应用。闪存盘应该是在2000年首次面市，当时全球共有5家企业拥有自有闪存盘品牌的销售，这5家主要是以色列的M－system、新加坡Track、朗科优盘、鲁文易盘和韩国FlashDriver。这就是说，闪存和U盘的商业应用是在2000年，当时由于工艺限制，推出的多是8-32M小容量闪存。随着技术发展，闪存很快进入G时代，容量超出了管脚的寻址范围。还好设计的时候已经考虑到这个问题，采用了类似CPU多核心这样的方法，在FLASH内部集成多个核心，由主控通过CE脚选择相应的核心来工作，同一时间只有1-2个核心在工作（双通道同时有2个核心在工作，单通道是1个）。现在常见的FLASH最多内部集成了4核心，也就是4管芯，多是用在4G以上的大容量FLASH上。2管芯的FLASH是最常用的，从512M到8G都有。单管芯FLASH多是小容量，为1G以下，三星和镁光有部分2G的也采用单管芯。所以简单的说，管芯是为了解决容量问题而生的，管芯越多，容量越大。每个管芯对应一个CE脚，4管芯的FLASH就有4个CE脚 ，工作的时候，主控通过程序选中不同CE脚，对应的管芯则进入工作状态。图3-5是不同管芯的FLASH的引脚对比，我们可以看都除了CE脚，R/B脚也不同。每个管芯除了对应一个CE脚，还对应一个R/B脚，所以4管芯的FLASH就有4个R/B脚，以此类推。因为R/B脚是管芯工作状态的标志，这个脚不连，FLASH工作也会不正常。所以FLASH某个管芯正常工作的条件是对应的CE脚被选中，R/B脚状态正确。我们在FLASH代换升级注意这2点就可以了。

我们拿到一个数码设备的时候，先要看原机FLASH参数。在FlashGenius.exe中输入FLASH型号，就能拿到基本参数。FlashGenius（闪存精灵）数据库算比较全，如果查不到，多半FLASH是黑片。在FLASH的参数中，我们要注意4个。

第一 “芯片特征”，这个说明FLASH有几个CE和R/B脚。

第二 “存储密度”，这个就是FLASH容量。

第三 “I/O接口位宽”，这个说明闪存是8位还是16位FLASH，代换的时候要相同，8位换8位，16位用16位的换。

第四 “存储介质类别”，这个说明FLASH是SLC还是MLC，内部有几个管芯。

二、主控和FLASH的关系

FLASH并不是单独存在的，必须和主控配合使用，所以主控功能大小决定了采用何种闪存 。举几个例子来说明。图6是SK6211 U盘主控。主控我们需要注意3点，第1数据脚，看看是8位还是16位，16位的主控多半支持双通道FLASH，8位的则只能支持单通道FLASH。SK6211有FD0-FD15共16个数据脚，支持双通道FLASH。什么是双通道？简单的说，单通道就是主控在同一时间只能使用FLASH一个管芯，传输8位数据，双通道则是主控在同一时间内同时使用FLASH2个管芯，一次能传输16位数据，这样理论是双通道在单位时间内传输数据将比单通道快1倍。双通道一般要求要2片型号相同的FLASH来组成。第2要看主控的CE脚，主控CE脚决定了主控最多可以接几片FLASH。图6中SK6211有4个CE脚（8、9、28、29脚），所以SK6211在单通道接法中，可以接4管芯FLASH。但是SK6211有16个数据脚，所以在双通道接法中SK6211最多可以支持8管芯的8位FLASH。

下面以AU6983的实际接线来说明，图7是超级混合型U盘【AU6983＋HYUT8G*4＋HYUT4G*2】一文中的接法，http://bbs.mydigit.cn/read.php?tid=64298&keyword=AU6983,图7中我们可以看到，AU6983有3个CE脚，16位数据脚，这样理论上在双通道的时候AU6983可以接6管芯的8FLASH。在制作中采用了4片HY27UT088G2A（4*1CE）和2片HY27UT084G2M(2*1CE)，HY27UT088G2A在图7的检测中可以看到是1管芯的FLASH，有1个CE和1个R/B脚，HY27UT084G2M也是一样的，6片FLASH加起来刚好是6管芯。如果采用的是2管芯的HY27UU08AG5M，见图7,那么它最多只能上2片HY27UT088G2A（2*2CE）和2片HY27UU08AG5M(2*1CE)的组合.明白了这些，在升级代换FLASH的时候就不会选错FLASH了。

存储芯片海外供给短缺 宏旺半导体国产eMMC加速替代

早期智能手机嵌入式存储主流方案为NAND，即把SLC NAND Flash与低功耗DRAM封装在一起，具有生产成本低、技术相对成熟等优势，随着科技和智能设备的发展，SLC NAND Flash已很难满足手机对存储容量的需求，eMMC采用统一的MMC标准接口，将存储芯片(NAND Flash)及其控制芯片封装在一颗BGA芯片内。

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eMMC标准主要是为了解决Flash纳米制程技术升级带来的品质、可靠性下跌的问题，满足用户对高性能、高可靠性存储需求而开发的芯片，主要应用于需要大容量数据存储的手持终端产品。随着eMMC产品功能增加、速度大幅度提升，譬如，宏旺半导体推出的eMMC已被智能手机、中高端平板电脑、超极本、智能电视以及服务器等产品广泛应用。

如今，国外疫情愈发严重，在全球经济增速下降的大背景下，数据中心市场不能独善其身，互联网企业作为服务器厂商的重要客户，其主要收入来源于广告费、会员费，若由于疫情影响，各企业运营困难，可能会削减广告投入，届时也会对服务器销售造成影响。再加上，各大原厂纷纷加大数据中心，企业级等市场的产能规划，服务器市场或无法全部消耗这些产能，可能面临供过于求，价格下跌的风险。

对于智能手机厂商来讲，原本寄希望于今年的5G换机潮迎来新一轮增长，然而“新冠” 疫情的爆发，使海外手机消费陷入“暂停”状态，恢复时间仍未可知。因此，按目前情况，国内市场似乎成了各大手机厂商的“救命稻草”。

作为民族企业，宏旺半导体一直致力于国产存储芯片的发展中。无论是参与北斗导航系统在长江流域的应用，还是投入到5G商用的全球角力场中，宏旺半导体不间断的科研创新，彰显了其核心竞争力。

闪存Flash的制程和技术变化很快，特别是TLC技术和制程下降到20nm阶段后，对Flash的管理是个巨大挑战，使用eMMC产品，主芯片厂商和客户就无需关注Flash内部的制成和产品变化，只要通过eMMC的标准接口来管理闪存就可以了。这样可以大大的降低产品开发的难度和加快产品上市时间。

宏旺半导体可以推出的eMMC，可以很好的解决对MLC和TLC的管理，ECC除错机制(Error Correcting Code)、区块管理(Block Management)、平均抹写储存区块技术(Wear Leveling)、区块管理（Command Management），低功耗管理等。

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同时，eMMC核心优点在于可节省许多管理NAND Flash芯片的时间，不必关心NAND Flash芯片的制程技术演变和产品更新换代。宏旺半导体推出的eMMC可以加速产品上市的时间，保证产品的稳定性和一致性。

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