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分析嵌入式应用中SD NAND的崛起

2018-11-27 15:15来源:21iC作者:雷龙浏览数:166 

SD NAND】在嵌入式应用中,海量存储密度正在以前所未有的速度增长。像便携式媒体播放器、蜂窝电话、数码相机、便携式导航设备、无线网卡、闪盘这样的消费产品由于需要处理越来越多的多媒体内容而要求更高的海量存储密度。


  NAND闪存已经成为消费类应用中用作海量存储的主要选择,因为它相比NOR闪存而言具有单位比特成本更低、存储密度更高的优势,并且具有比硬盘更小的尺寸、更低的功耗以及更可靠的优势。


  因为NAND闪存在消费市场上的需求量很高,因而存储成本下降得很快,像POS(销售点)终端、打印机以及其他应用可以用NAND存储器以更低的成本达到更高的密度。


  然而,由于这些嵌入式应用对更高NAND闪存密度的要求在不断提高,设计师需要从各种NAND闪存类型、密度、供应商以及发展路线图和实现方式中作出合理选择。


  使用SD NAND闪存的第一个也是最重要的选择标准是NAND控制器的实现。所有的NAND闪存器件都需要位于软件中的维护开销和作为硬件的外部控制器以确保数据可靠,使NAND闪存器件的寿命最大,并提高性能。NAND控制器的三个主要功能是坏块管理、损耗均衡以及纠错编码(ECC)。


  SD NAND闪存以簇的形式进行数据存储,即所谓的块。大多数NAND闪存器件在制造测试时就会发现有一些坏块,这些坏块在供应商的器件规格说明中是有标记的。


  此外,好的块也可能会在NAND生命周期内降低性能,因此必须通过软件进行跟踪,并进行坏块管理。此外,对特定的块进行不断的读写操作可能导致该块很快"磨损"而变成坏块。为了确保SD NAND器件最长的寿命,限制磨损块的数量,需要利用损耗均衡技术让所有的块读写次数均衡。




  通常这需要通过使用交织处理和多个芯片使能管脚实现。而增加多个芯片使能脚以支持多个NAND将使微处理器的引脚数量增多,因此在微处理器中包含该类型的NAND控制器不是十分流行。


  而且MLC NAND接口在微处理器上很难看到,这有几方面的原因。随着MLC NAND工艺技术节点的持续缩小,支持这种NAND存储器所需的ECC等级变得越来越高。


  对很多不同的嵌入式和可插拔式存储器而言,"受控NAND"方法非常有用。所有的便携式SD/MMC卡都是这种实现方法,而市场上的嵌入式受控NAND也有几种选择。


  缺点是不同的供应商在他们的各种受控NAND上支持不同的接口(有的供应商可能使用SD、有的供应商可能使用MMC,也有供应商可能使用专用接口),因此更换NAND供应商的时候需要对软件作大量修改。


  设计师在选择NAND类型以及选择不同供应商时具有最大的自由度。几乎所有的NAND控制器都支持不同类型、不同供应商和不同密度的NAND,而且由于NAND控制器总是使用相同的接口连接处理器,因此设计师可以自由选择不同的NAND类型和供应商,而不需要修改软件。

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