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串口nand刷固件存储器的“另类”创新之路

发布时间 : 2024-10-06

作者 : 小编

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存储器的“另类”创新之路

集微网报道在5G和AIoT的时代，存储器的竞争正趋向白热化。不断比拼工艺，比拼生产规模似乎是行业的唯一选择。

但是，在全面接触华邦电子的产品和技术之后，你会发现一条别样精彩的存储器产品晋级之路。差异化创新，被华邦电子的产品诠释的淋漓尽致。

化解IoT安全悖论

物联网设备正面临一个“安全悖论”。其重要性不言而喻，但是用户往往选择忽略，制造商也在为支付额外成本增加安全功能而犹豫不决。这样迫使安全功能的增加在产业链中前移，上游的芯片公司将承担更多的安全责任。

对于华邦电子来说，电子系统中的代码和用户数据大部分情况储存在闪存中，如何增加闪存的安全性，就成为其开发TrustME® 安全闪存产品的出发点之一。“只有硬件安全，才有办法去发展软件的安全，然后才去发展系统的安全，一直到整个网络的安全，所以这是环环相扣的，即所谓的“Chain of Trust”的概念。”华邦电子安全解决方案行销处处长陈宏玮表示。

华邦的存储产品在安全方面会有怎么样的价值。陈宏玮认为有三点：其一，华邦的产品要通过安全认证；其二，灵活性强，可以适应现及未来的设计；第三，具有可扩展性，满足了物联网MCU的flash-less趋势。

安全认证为什么最重要，因为电子产品面临的安全法规监管环境越来越严格，多国和地区都出台了安全法规，不合规的产品将面临罚款的问题，同时也会造成品牌信誉度的下降。华邦推出的W77Q安全存储产品重于 满足欧盟《网络安全法案》“substantial（坚实）”级别的应用，可以满足CC EAL2认证和IEC62443标准，还有目前GlobalPlatform正在推的SESIP认证。

该产品采用了标准型的SPI Flash管脚兼容的封装设计，可以直接替换普通的标准型的闪存。华邦让该产品增加了系统韧性防护功能，可以在产品被攻击之后，具备了系统恢复能力。此外，其还具备信任根、加密数据存储和安全线上固件更新功能。

很重要的一点，物联网的设备都会连接在云端。当主芯片受到了攻击之后，华邦的方案可以做到由云端对闪存的固件进行重新设置。

“存储安全已经非常重要，因为从很多的黑客事件里面可以发现，黑客会不断地攻击储存在闪存里面的代码和数据。” 陈宏玮指出华邦的安全闪存扮演了很重要的角色，“系统里面的固件、代码以及用户数据，最主要的就是放在闪存里面，所以我们的产品能够做到跟SoC/MCU进行安全性互补。”

物联网发展至今，设备部件的成本依然是优先考量。陈宏玮认为，以增加安全性的角度来说，华邦提供的是具备成本效益的解决方案。

有特色的DRAM布局

5G商业化的逐步落地，云计算、IDC业务的拉动以及汽车、IoT领域的需求增长，DRAM将面对更加多元化的市场。

华邦电子对DRAM有很完整的布局，从云端的服务器、边缘计算、5G-CPE（Customer Premise Equipment——客户前置终端设备），到TWS耳机、AR/VR、ADAS等领域，都能提供相应的产品。

GP-Boost DRAM是华邦面向边缘人工智能的产品布局方案，功耗覆盖了0.05-0.4W的范围，带宽则从2.13 GB/s一直做到17.04 GB/s。“GP就是Green Power，代表低功耗的DRAM，再加Boost意味着我们又可以提供高带宽的产品。“华邦DRAM内存产品销企划处部经理曾一峻给出了解释。

布局的开端是32Mb到256Mb ULP HyperRAM™，对应算力为0.3到0.5TOPS，以一般控制器加NPU为主。这是华邦提供的外挂存储解决方案，会用在简单的声音处理或者图像识别中。

算力达到0.5～1个TOPS，CPU是Arm Cortex-Ax，NPU是N37者是客户自己研发，对应的DRAM是512Mb/1Gb LP2。应用场景是智能门锁、智能家居或人脸识别。

算力达到1.0～4个TOPS，应用场景是实时（real time）图像识别、图形侦测，对应的是1Gb LP3。这部分正在热起来，华邦的产品已经导入了很多家的设计阶段（design-in）。

如果算力再增加，应用场景是智能摄像头或边缘计算，就要用到华邦的LPDDR4低容量。在一些AI加速芯片的设计中，华邦正在与客户紧密合作。

“华邦整个GP-Boost的DRAM布局，在中低容量是相对完整的，客户如果需要一站式采购，这是一个很好的DRAM解决方案。“曾一峻总结道。

同时，华邦的1Gb LPDDR3除了人工智能以外，也开始陆续导入一些高清面板的设计方案。曾一峻表示，8K的设计以前可能要4颗1Gb DDR3，甚至6颗-8颗，可是如果换华邦的GP-Boost 的存储，就会只需要2颗或3颗1Gb LPDDR3。

曾一峻告诉记者：“1Gb LPDDR3这个设计案例，已经超过十几个，仍陆续在增加，可以代表这个产品在市场上的客户接受度是非常高的。”

HyperRAM™这条产品也被华邦寄予厚望，32/64/128Mb系列都已实现量产，到年底还会有256Mb，为全系列的容量之最。

HyperRAM™的特点就是低功耗，以64Mb为例，在1.8V电压下，待机功耗可以达到45 mW。“低功耗、低容量，又易于设计，信号管脚只有8个，总的管脚只有13个。”曾一峻表示，HyperRAM™是个非常好用的产品。

据了解，HyperRAM™在电动自行车，穿戴式手表，TWS耳机等应用中已经获得了热烈的反响。

用速度来证明

NAND从并口慢慢转成串口的趋势是必然的，原因是串口相较于并口的话，它的脚数比较少，封装的面积也比较小。“为了要控制数据输出，控制信号，传统的并口NAND会有很多管脚，一般会有15或23条线，如果转成串口的话，其实总共只有6线而已。因此，串口式闪存可节约电子产品在未接电源时存储代码的空间和成本”华邦电子闪存产品企划经理黄信伟介绍了串口NAND的优势。

华邦推出了全世界第一颗八位元串口NAND-OctalNAND Flash，其引脚与市面上现存的QSPI Flash引脚完全兼容，不需要任何系统的改变。

OctalNAND在数据读取上有巨大的优势，源自其做初始化之后就能够用八位元高速地传输大量数据到DRAM中运行。在传输速率上做个比较，普通的串口NAND大概是每秒20至30MB，这颗OctalNAND可以到达每秒240MB，是目前世界上最快的串口的NAND闪存。

当前在系统上经常会使用一颗小容量NOR Flash搭配eMMC，以获取读取速度。但黄信伟认为，OctaINAND在某些情况之下并不会比eMMC慢。他举例说，在每次读取的一些区块小于18KB以下的情况下，OctaINAND甚至快于eMMC。

据黄信伟介绍，OctaINAND采用华邦自有的成熟制程，所以并不会发生一些先进制程需要的一些纠错动作，会让整个系统的设计更简单。

“另一个方面，它的成本非常有优势，与相同容量的NOR相比，NAND会比NOR少50%的成本，这个只是单单就芯片本身的成本。那你如果再考虑整个系统的成本来说，还会更加有优势。”黄信伟指出。

他还特别补充道：“传统上来说，NAND的读取速度是没有办法跟上NOR的，而华邦开发八位元的OctaINAND，就是为了要解决读取速度这个问题。解决了读取速度之后，再加上成本优势，相信OctaINAND非常有机会在车用市场上发光发热。”

结语

“ 在3-5年之内，跟随着5G持续蓬勃发展，物联网所需要的闪存，并不一定是高容量的。”曾一峻认为这就是华邦的机会所在，“华邦可以对这样的要求去提供一些完整的配套的措施，从NAND Flash到低容量的HyperRAM™，以及未来物联网在安全存储方面的一些需求等，我们都有相应的解决方案。”

“创新是一个领导者和追随者最大的区别。”乔布斯曾这样说过。对于华邦来说，倾听市场的动向，开发出自己独有的技术，避免跟风式开发标准化产品，这是其能一直保持创新力的秘诀所在，也是存储器在IoT时代全面进化的必要条件。（校对/Andrew）

新增NAND写入算法：跳过坏块并重建坏块表

宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来；

博观而约取，厚积而薄发。

有心的小伙伴可能在最新的软件版本里会看到，写入NAND时增加了一个新的算法：跳过坏块并重建坏块表 。

以海信5079板，MSD6A801芯片方案为例，先给大家演示RT809H写入NAND新算法。

先找一片坏块较多的Nand芯片，按方向放入RT809H编程器，锁好锁紧座。

点智能识别，选择NAND Falsh，稍等会自动识别到相同ID的芯片型号。

识别出两个芯片型号，选择跟芯片型号一致的K9K8G08U0D@TSOP48。

我们先点一下坏块检测，看看此芯片的坏块分布（坏块检测会破坏NAND芯片内数据，谨慎使用）。

检测到23个坏块，严格来说，基本算是残次品。

点设置，出现三个选项，硬拷贝；跳过坏块并重组数据；跳过坏块并重建坏块表。此板请选择“跳过坏块并重建坏块表 ”。

点写入，选择备份文件，开始自动写入。

可以看到界面上已经显示算法为“跳过坏块并重建坏块表”。

开始写入，耐心等待。。。

写入完成，接下来对写入后的NAND芯片进行验证，先把NAND芯片装回电视板卡。

连接上串口，同时监控打印信息。

通电，看到正常进入系统。同时监控显示画面，直到启动完成。

操作遥控，各项功能正常！

由于NAND使用领域的多样性和NAND自身的特殊性，坏块管理都不尽相同，就拿电视主板来说，我们通过大量板卡测试，和大量时间做了深入研究，发现不同的电视厂家，使用的坏块管理算法都不同，我们特此汇总了三种不同的算法，经过测试已经解决了目前在中国能够见到的电视主板NAND写入问题 。

NAND_AUTO读写芯片时，符合ONFI标准的芯片，读写成功率较高，比如海力士、镁光、ST、华邦等，而三星、东芝等厂商未加入此标准化组织，所以有可能参数识别错误导致读写后不能用，请提交NAND_AUTO读取得到的ID给我们，添加对应的芯片型号即可解决问题 。

国外用户如果遇到NAND读写问题，请提供好的板卡给我们测试。

没有哪种算法可以解决所有NAND复制问题，只能是遇到问题再研究新算法来解决问题。iFix爱修一直致力于为维修行业解决难题。

最近发现大家都在问一个比较实际的问题：RT809H以后会不会想其他编程器厂家一样，相同封装、不同型号的NAND芯片，使用不同的转接座？转接座的写入次数是多少？

这里是正式回答：RT809H编程器写入所有TSOP48封装的NAND芯片，只需要TSOP48通用座就可以了，永远不会限制写入次数！

视频演示，腾讯视频网址： https://v.qq.com/x/page/h0737szc7xu.html

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