nand如何读取
2023-10-28 10:33
nand如何读取
2023-10-28 13:53
NAND型闪存】内存和NOR型闪存的基本存储单元是bit，用户可以随机访问任何一个bit的信息。而NAND型闪存的基本存储单元是页（Page）（可以看到，NAND型者族闪存的页就类似硬盘的扇区，硬盘的一个扇区也为512字节）。每一页的有效容量是512字节的倍数。所谓的有效容量是指用于数据存储的部分，实际上还要加上16字节的校验信息，因此我们可以在闪存厂商的技术资 Sandisk
料当中看到“（512+16）Byte”的表示方式。目前2Gb以下容量的NAND型闪存绝大多数是（512+16）字节的页面容量，2Gb以上容量的NAND型闪存则将页容量扩大到（2048+64）字节。 NAND型闪存以块为单位进行擦除操作。闪存的写入操作必须在空白区域进行，如果目标区域已经有数据，必须先擦除后写入，因此擦除操作是闪存的基本操作。一般每个块包含32个512字节的页，容量16KB；而大容量闪存采用2KB页时，则每个块包含64个页，容量128KB。 每颗NAND型闪存的I/O接口一般是8条，每条数据线每次传输（512+16）bit信息，8条就是（512+16）×8bit，也就是前面说的512字节。但较大容量的NAND型闪存也越来越多地采用16条I/O线的设计，如三星编号K9K1G16U0A的芯片就是64M×16bit的NAND型闪存，容量1Gb，基本数据单位是（256+8）×16bit，还是512字节。 寻址时，NAND型闪存通过8条I/O接口数据线传输地址信息包，每包传送8位地址信息。由于闪存芯片容量比较大，一组8位地址只够寻址256个页，显然是不够的，因此通常一次地址传送需要分若干组，占用若干个时钟周期。NAND的地址信息包括列地址(页面中的起始操作地址)、块地址和相应的页面地址，传送时分别分组，至少需要三次，占用三个周期。随着容量的增大，地址信息会更多，需要占用更多的时钟周期传输，因此NAND型闪存的一个重要特点就是容量越大，寻址时间越长。而且，由于传送地址周期比其他存储介质长，因此NAND型闪存比其他存储介质更不适合大量的小容量读写请求
越大容量闪存的页越多、页越大，寻址时间越长。但这个时间的延长不是线性关系宏搏，而是一个一个的台阶变化的。譬如128、256Mb的芯片需要3个周期传送地址信号，512Mb、1Gb的需要4个周期，而2、4Gb的需要5个周期。
页容量
每一页的容量决定了一次可以传输的数据量，因此大容量的页有更好的性能。前面提到大容量闪存（4Gb）提高了页的容量，从512字节提高到2KB。页容量的提高不但易于提高容量，更可 8gbit闪存
以提高传输性能。我们可以举例子说明。以三星K9K1G08U0M和K9K4G08U0M为例，前者为1Gb，512字节页容量，随机读（稳定）时间12μs，写时间为200μs；后者为4Gb，2KB页容量，随机读(稳定)时间25μs，写时间为300μs。假设它们工作在20MHz。
NAND型闪存的读取步骤分为:发送命令和寻址信息→将数据传向页面寄存器(随机读稳定时间)→数据传出(每周期8bit，需要传送512+16或2K+64次)。 K9K1G08U0M读一个页需要:5个命令、寻址周期×50ns+12μs+（512+16）×50ns=38.7μs;K9K1G08U0M实际读传输率:512字节÷38.7μs=13.2MB/s;K9K4G08U0M读一个页需要:6个命令、寻址周期×50ns+25μs+（2K+64）×50ns=131.1μs;K9K4G08U0M实际读传输率:2KB字节÷131.1μs=15.6MB/首绝弊s。因此，采用2KB页容量比512字节也容量约提高读性能20%。
写入性能
NAND型闪存的写步骤分为:发送寻址信息→将数据传向页面寄存器→发送命令信息→数据从寄存器写入页面。其中命令周期也是一个，我们下面将其和寻址周期合并，但这两个部分并非连续的。 K9K1G08U0M写一个页需要:5个命令、寻址周期×50ns+（512+16）×50ns+200μs=226.7μs。K9K1G08U0M实际写传输率:512字节÷226.7μs=2.2MB/s。K9K4G08U0M写一个页需要:6个命令、寻址周期×50ns+（2K+64）×50ns+300μs=405.9μs。K9K4G08U0M实际写传输率:2112字节/405.9μs=5MB/s。因此，采用2KB页容量比512字节页容量提高写性能两倍以上。
料当中看到“（512+16）Byte”的表示方式。目前2Gb以下容量的NAND型闪存绝大多数是（512+16）字节的页面容量，2Gb以上容量的NAND型闪存则将页容量扩大到（2048+64）字节。 NAND型闪存以块为单位进行擦除操作。闪存的写入操作必须在空白区域进行，如果目标区域已经有数据，必须先擦除后写入，因此擦除操作是闪存的基本操作。一般每个块包含32个512字节的页，容量16KB；而大容量闪存采用2KB页时，则每个块包含64个页，容量128KB。 每颗NAND型闪存的I/O接口一般是8条，每条数据线每次传输（512+16）bit信息，8条就是（512+16）×8bit，也就是前面说的512字节。但较大容量的NAND型闪存也越来越多地采用16条I/O线的设计，如三星编号K9K1G16U0A的芯片就是64M×16bit的NAND型闪存，容量1Gb，基本数据单位是（256+8）×16bit，还是512字节。 寻址时，NAND型闪存通过8条I/O接口数据线传输地址信息包，每包传送8位地址信息。由于闪存芯片容量比较大，一组8位地址只够寻址256个页，显然是不够的，因此通常一次地址传送需要分若干组，占用若干个时钟周期。NAND的地址信息包括列地址(页面中的起始操作地址)、块地址和相应的页面地址，传送时分别分组，至少需要三次，占用三个周期。随着容量的增大，地址信息会更多，需要占用更多的时钟周期传输，因此NAND型闪存的一个重要特点就是容量越大，寻址时间越长。而且，由于传送地址周期比其他存储介质长，因此NAND型闪存比其他存储介质更不适合大量的小容量读写请求
越大容量闪存的页越多、页越大，寻址时间越长。但这个时间的延长不是线性关系宏搏，而是一个一个的台阶变化的。譬如128、256Mb的芯片需要3个周期传送地址信号，512Mb、1Gb的需要4个周期，而2、4Gb的需要5个周期。
页容量
每一页的容量决定了一次可以传输的数据量，因此大容量的页有更好的性能。前面提到大容量闪存（4Gb）提高了页的容量，从512字节提高到2KB。页容量的提高不但易于提高容量，更可 8gbit闪存
以提高传输性能。我们可以举例子说明。以三星K9K1G08U0M和K9K4G08U0M为例，前者为1Gb，512字节页容量，随机读（稳定）时间12μs，写时间为200μs；后者为4Gb，2KB页容量，随机读(稳定)时间25μs，写时间为300μs。假设它们工作在20MHz。
NAND型闪存的读取步骤分为:发送命令和寻址信息→将数据传向页面寄存器(随机读稳定时间)→数据传出(每周期8bit，需要传送512+16或2K+64次)。 K9K1G08U0M读一个页需要:5个命令、寻址周期×50ns+12μs+（512+16）×50ns=38.7μs;K9K1G08U0M实际读传输率:512字节÷38.7μs=13.2MB/s;K9K4G08U0M读一个页需要:6个命令、寻址周期×50ns+25μs+（2K+64）×50ns=131.1μs;K9K4G08U0M实际读传输率:2KB字节÷131.1μs=15.6MB/首绝弊s。因此，采用2KB页容量比512字节也容量约提高读性能20%。
写入性能
NAND型闪存的写步骤分为:发送寻址信息→将数据传向页面寄存器→发送命令信息→数据从寄存器写入页面。其中命令周期也是一个，我们下面将其和寻址周期合并，但这两个部分并非连续的。 K9K1G08U0M写一个页需要:5个命令、寻址周期×50ns+（512+16）×50ns+200μs=226.7μs。K9K1G08U0M实际写传输率:512字节÷226.7μs=2.2MB/s。K9K4G08U0M写一个页需要:6个命令、寻址周期×50ns+（2K+64）×50ns+300μs=405.9μs。K9K4G08U0M实际写传输率:2112字节/405.9μs=5MB/s。因此，采用2KB页容量比512字节页容量提高写性能两倍以上。