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uClinux平台下的Flash存储技术

发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:364

摘要:较为详细地介绍嵌入式操作系统uclinux平台下的flash存储技术,并给出基于三星s3c4510系统下dlash存储器具体设计实例。

关键词:flash存储技术 uclinux平台 s3c4510

1 flash类型与技术特点

flash主要分为nor和nand两类。下面对二者作较为详细的比较。

1.1 性能比较

flash闪存是非易失存储器,可以对存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件进行写入操作前必须先执行擦除。nand器件执行擦除操作十分简单;而nor则要求在进行擦除前,先要将目标块内所有的位都写为0。擦除nor器件时是以64~128kb的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为1~5s;擦除nand器件是以8~32kb的块进行的,执行相同的操作最多只需要4ms。执行擦除时,块尺寸的不同近一步拉大了nor和nadn之间的性能差距。统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时),更多的擦除操作必须在基于nor的单元中进行。因此,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。

*nor的读取速度比nand稍快一些。

*nand的写入速度比nor快很多。

*nand的擦除速度远比nor快。

*大多数写入操作需要先进行擦除操作。

*nand的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。

1.2 接口差别

nor flash带有sram接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内容的每一字节。

nand器件使用复杂的i/o口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。nand的读和写操作采用512字节的块,这一点有点像硬盘管理此类操作。很自然地,基于nand的存储器就可以取代硬盘或其它块设备。

1.3 容量和成本

nand flash的单元尺寸几乎是nor器件的一半。由于生产过程更为简单,nand结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也就相应地降低了价格。

nor flash占据了大部分容量为1~16mb的内存市场,而nand flash只是用在8~128mb的产品当中。

1.4 可靠性和耐用性

采用flash介质时,一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展mtbf的系统来说,flash是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较nor和nand的可靠性。

(1)寿命(耐用性)

在nand闪存中,每个块的最大擦写次数是100万次,而nor的擦写次数是10万次。nand存储器除了具有10:1的块擦除周期优势外,典型的nand块尺寸要比nor器件小8位,每个nand存储器块在给定时间闪的删除次数要少一些。

(2)位交换

所有flash器件都受位交换现象的困扰。在某些情况下(很少见,nand发生的次数要比nor多),一个比特位会发生反转或被报告反转了。

一位的变化可能不很明显,但是如果发生在一个关键文件上,这个小小的故障就可能导致系统停机。如果只是报告有问题,多读几次就可能解决。

位反转的问题更多见于nand闪存,nand的供应商建议使用nand闪存的时候,同时使用edc/ecc算法。当然,如果用本地存储设备来存储操作系统、配置文件或其它敏感信息时,必须使用edc/ecc系统以确保可靠性。

(3)坏块处理

nand器件中的不坏块是随机分布的。以前做过消除坏块的努力,但发现成品率太低,代价太高,根本不划算。nand器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块,并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中,如果通过可靠的方法不能进行这项处理。将导致高故障率。

1.5 易用性

可以非常直接地使用基于nor的闪存,像其它存储器那样连接,并可以在上面直接运行代码。由于需要i/o接口,nand要复杂得多。各种nand器件的存取方法因厂家而异。在使用nand器件时,必须

摘要:较为详细地介绍嵌入式操作系统uclinux平台下的flash存储技术,并给出基于三星s3c4510系统下dlash存储器具体设计实例。

关键词:flash存储技术 uclinux平台 s3c4510

1 flash类型与技术特点

flash主要分为nor和nand两类。下面对二者作较为详细的比较。

1.1 性能比较

flash闪存是非易失存储器,可以对存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件进行写入操作前必须先执行擦除。nand器件执行擦除操作十分简单;而nor则要求在进行擦除前,先要将目标块内所有的位都写为0。擦除nor器件时是以64~128kb的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为1~5s;擦除nand器件是以8~32kb的块进行的,执行相同的操作最多只需要4ms。执行擦除时,块尺寸的不同近一步拉大了nor和nadn之间的性能差距。统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时),更多的擦除操作必须在基于nor的单元中进行。因此,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。

*nor的读取速度比nand稍快一些。

*nand的写入速度比nor快很多。

*nand的擦除速度远比nor快。

*大多数写入操作需要先进行擦除操作。

*nand的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。

1.2 接口差别

nor flash带有sram接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内容的每一字节。

nand器件使用复杂的i/o口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。nand的读和写操作采用512字节的块,这一点有点像硬盘管理此类操作。很自然地,基于nand的存储器就可以取代硬盘或其它块设备。

1.3 容量和成本

nand flash的单元尺寸几乎是nor器件的一半。由于生产过程更为简单,nand结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也就相应地降低了价格。

nor flash占据了大部分容量为1~16mb的内存市场,而nand flash只是用在8~128mb的产品当中。

1.4 可靠性和耐用性

采用flash介质时,一个需要重点考虑的问题是可靠性。对于需要扩展mtbf的系统来说,flash是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较nor和nand的可靠性。

(1)寿命(耐用性)

在nand闪存中,每个块的最大擦写次数是100万次,而nor的擦写次数是10万次。nand存储器除了具有10:1的块擦除周期优势外,典型的nand块尺寸要比nor器件小8位,每个nand存储器块在给定时间闪的删除次数要少一些。

(2)位交换

所有flash器件都受位交换现象的困扰。在某些情况下(很少见,nand发生的次数要比nor多),一个比特位会发生反转或被报告反转了。

一位的变化可能不很明显,但是如果发生在一个关键文件上,这个小小的故障就可能导致系统停机。如果只是报告有问题,多读几次就可能解决。

位反转的问题更多见于nand闪存,nand的供应商建议使用nand闪存的时候,同时使用edc/ecc算法。当然,如果用本地存储设备来存储操作系统、配置文件或其它敏感信息时,必须使用edc/ecc系统以确保可靠性。

(3)坏块处理

nand器件中的不坏块是随机分布的。以前做过消除坏块的努力,但发现成品率太低,代价太高,根本不划算。nand器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块,并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中,如果通过可靠的方法不能进行这项处理。将导致高故障率。

1.5 易用性

可以非常直接地使用基于nor的闪存,像其它存储器那样连接,并可以在上面直接运行代码。由于需要i/o接口,nand要复杂得多。各种nand器件的存取方法因厂家而异。在使用nand器件时,必须

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