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Flash闪存有哪些?ICMAX史上最全汇总

日期: 2019-07-20
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Flash存储器,简称Flash,它结合了ROM和RAM的长处,不仅具备电子可擦除可编程的性能,还不会因断电而丢失数据,具有快速读取数据的特点,Flash总类可谓繁多,功能各异,而你对它了解有多少呢?今天就和宏旺半导体一起来看看。

 

为了让大家更深入了解Flash,今天将主要根据芯片的通信协议并且结合Flash的特点,给大家一个全新认识。在了解之前Flash之前,先要弄清它和DRAM的区别。DRAM即动态随机存取存储器,最为常见的系统内存,DRAM 只能将数据保持很短的时间。FLASH闪存 是一种非易失性( Non-Volatile )内存,闪存在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据,其存储特性相当于硬盘,这项特性正是闪存得以成为各类便携型数字设备的存储介质的基础。

Flash闪存有哪些?ICMAX史上最全汇总

 一、IIC EEPROM

 

  IIC EEPROM,采用的是IIC通信协议;IIC通信协议具有的特点:简单的两条总线线路,一条串行数据线(SDA),一条串行时钟线(SCL);串行半双工通信模式的8位双向数据传输,位速率标准模式下可达100Kbit/s;一种电可擦除可编程只读存储器,掉电后数据不丢失,由于芯片能够支持单字节擦写,且支持擦除的次数非常之多,一个地址位可重复擦写的理论值为100万次,在实际应用中具有着不可替代的作用。

 

 二、SPI NorFlash

 

SPI NorFlash,采用的是SPI 通信协议,有4线(时钟,两个数据线,片选线)或者3线(时钟,两个数据线)通信接口,由于它有两个数据线能实现全双工通信,因此比IIC通信协议的IIC EEPROM的读写速度上要快很多。SPI NorFlash具有NOR技术Flash Memory的特点,即程序和数据可存放在同一芯片上,拥有独立的数据总线和地址总线,能快速随机读取,允许系统直接从Flash中读取代码执行;可以单字节或单字编程,但不能单字节擦除,必须以Sector为单位或对整片执行擦除操作,在对存储器进行重新编程之前需要对Sector或整片进行预编程和擦除操作。

 

  NorFlash在擦写次数上远远达不到IIC EEPROM,并且由于NOR技术Flash Memory的擦除和编程速度较慢,块尺寸又较大,因此擦除和编程操作所花费的时间会很长;但SPI NorFlash接口简单,使用的引脚少,易于连接,操作方便,并且可以在芯片上直接运行代码,其稳定性出色,传输速率高,在小容量时具有很高的性价比,这使其很适合应于嵌入式系统中作为 FLASH ROM,所以在市场的占用率非常高。

   

 三、Parallel NorFalsh

 

  Parallel NorFalsh,也叫做并行NorFlash,采用的Parallel接口通信协议,拥有独立的数据线和地址总线,它同样继承了NOR技术Flash Memory的所有特点;由于采用了Parallel接口。Parallel NorFalsh相对于SPI NorFlash,支持的容量更大,读写的速度更快,但是由于占用的地址线和数据线太多,在电路电子设计上会占用很多资源。Parallel NorFalsh读写时序类似于SRAM,只是写的次数较少,速度也慢,由于其读时序类似于SRAM,读地址也是线性结构,所以多用于不需要经常更改程序代码的数据存储。

 

 四、Parallel NandFlash

 

  Parallel NandFlash同样采用了Parallel接口通信协议,NandFlash在工艺制程方面分有三种类型:SLC、MLC、TLC。NandFlash技术Flash Memory具有以下特点:以页为单位进行读和编程操作,以块为单位进行擦除操作;具有快编程和快擦除的功能,其块擦除时间是2ms,而NOR技术的块擦除时间达到几百ms;芯片尺寸小,引脚少,是位成本(bit cost)最低的固态存储器;芯片包含有坏块,其数目取决于存储器密度。坏块不会影响有效块的性能,但设计者需要有一套的坏块管理策略!

Flash闪存有哪些?ICMAX史上最全汇总

  对比Parallel NorFalsh,NandFlash在擦除、读写方面,速度快,使用擦写次数更多,并且它强调更高的性能,更低的成本,更小的体积,更大的容量,更长的使用寿命。这使NandFlash很擅于存储纯资料或数据等,在嵌入式系统中用来支持文件系统。其主要用来数据存储,大部分的U盘都是使用NandFlash,当前NandFlash在嵌入式产品中应用仍然极为广泛,因此坏块管理、掉电保护等措施就需要依赖NandFlash使用厂家通软件进行完善。

 

五、SPI NandFlash

 

  SPI NandFlash,采用了SPI NorFlash一样的SPI的通信协议,在读写的速度上没什么区别,但在存储结构上却采用了与Parallel NandFlash相同的结构,所以SPI nand相对于SPI norFlash具有擦写的次数多,擦写速度快的优势,但是在使用以及使用过程中会同样跟Parallel NandFlash一样会出现坏块,因此,也需要做特殊坏块处理才能使用;

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SPI NandFlash相对比Parallel NandFlash还有一个重要的特点,那就是芯片自己有内部ECC纠错模块,用户无需再使用ECC算法计算纠错,用户可以在系统应用当中可以简化代码,简单操作。

 

对NorFlash 与NandFlash还不明白的朋友,可以点击往期文章【闪存芯片NOR Flash、NAND Flash傻傻分不清楚 ICMAX帮你搞定】回看,有详细讲解。

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六、eMMC Flash

 

eMMC采用统一的MMC标准接口,自身集成MMC Controller,存储单元与NandFlash相同。针对Flash的特性,eMMC产品内部已经包含了Flash管理技术,包括错误探测和纠正,Flash平均擦写,坏块管理,掉电保护等技术。MMC接口速度高达每秒52MBytes,eMMC具有快速、可升级的性能,同时其接口电压可以是 1.8v 或者是 3.3v。

Flash闪存有哪些?ICMAX史上最全汇总

 

  eMMC相当于NandFlash+主控IC ,对外的接口协议与SD、TF卡一样,主要是针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。eMMC的一个明显优势是在封装中集成了一个控制器,它提供标准接口并管理闪存,使得手机厂商就能专注于产品开发的其它部分,并缩短向市场推出产品的时间。这些特点对于希望通过缩小光刻尺寸和降低成本的NAND供应商来说,同样的重要。

 

  eMMC由一个嵌入式存储解决方案组成,带有MMC(多媒体卡)接口、快闪存储器设备(Nand Flash)及主控制器,所有都在一个小型的BGA 封装,最常见的有BGA153封装;我们通常见到的KLMAG8DEDD、THGBMAG8B4JBAIM、EMMC04G-S100等型号都是eMMC Flash。eMMCFlash存储容量大,市场上32GByte容量都常见了,其常见的封装多为BGA153、BGA169、BGA100等。

 

  七、USF2.1

 

  2016年3月,JEDEC发布了UFS 2.0的改进版UFS 2.1标准(JEDEC Standard No. 220C),强化了存储的安全性,比如CPU侧的硬加密功能等,但接口速率没有变化。该标准下得闪存读写速度可以高达每秒1400MB,这相当于在两秒钟内读写两个CD光盘的数据,不仅比eMMC有更巨大的优势,而且它甚至能够让电脑上使用的闪存存储介质固态硬盘也相形见绌。UFS闪存规格采用了新的标准接口,它使用的是串行界面,很像PATA、SATA的转换,并且它支持全双工运行,可同时读写操作,还支持指令队列。相对之下,eMMC是半双工,读写必须分开执行,指令也是打包,在速度上就已经是略逊一筹了,而且UFS芯片不仅传输速度快,功耗也要比eMMC5.1低很多,可以说是旗舰手机闪存的理想搭配。

Flash闪存有哪些?ICMAX史上最全汇总

  Flash因功能不同,使用的领域也各异,它在电子市场上应用极为广泛,需求量极大,每日的需求量可达百万的数量级,宏旺半导体ICMAX,针对供应商量身定制Flash,供货充足,深耕行业十五年,与众多知名企业合作,存储器远销海内外,在各个平台应用。


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