Flash扩展——NOR Flash、NAND Flash 和 SD NAND
在文章正式开始之前,我想向大家诚挚推荐一款卓越的Flash产品——CS创世 SD NAND
这款产品具备以下亮点:
1.即插即用,无需安装驱动
2.支持机贴,方便集成
3.尺寸迷你,仅为6*8mm,采用LGA-8封装
4.擦写寿命长,耐用可靠
5.耐高温和低温冲击,适应各种环境
6.容量适中,覆盖1GB至64GB范围
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闪存(Flash Memory)
Flash是一种电子非易失性存储介质,它能够快速读写数据,并且在断电后仍然能保持数据
1.非易失性存储:与非易失性存储不同,闪存即使在电源关闭后也能保持数据。这意味着它可以用作长期存储
2.固态存储:闪存是一种固态存储技术,它没有机械运动部件,更轻、更小、更耐用,并且数据访问速度更快
3.存储单元:闪存由许多存储单元组成,每个单元可以存储一位(1 bit)或多位(如多位闪存)数据
4.使用场景:闪存广泛应用于USB闪存盘、固态硬盘(SSD)、内存卡、嵌入式系统等。
5.优点:体积小、重量轻、速度快、抗震、低功耗。
非易失性原理
NAND 的基本存储单元(Cell)是一种类 NMOS 的双层浮栅 MOS 管
在源极(Source)到漏极(Drain)之间电流单向传导的半导体上形成存储电子的浮栅,浮栅上下被绝缘层包围,存储在里面的电子不会因为掉电而消失,所以 NAND 是非易失性存储器
NAND Flash 和 NOR Flash 对比
Nor Flash:Nor的意思是 Not OR(或非门),即该 Flash 的基础单元是或非门
Nand Flash:Nand的意思是 Not AND(与非门),即该 Flash 的基础单元是与非门
NOR Flash
特性:
存储结构:采用浮动栅极的结构,允许随机访问。
读写速度:读操作相对较快,但写和擦除速度较慢。
数据访问:可以直接访问特定的数据,适合执行代码(XIP,Ex ecutable In Place)。
优点:
随机读取速度快,适合嵌入式系统中执行程序代码。
数据保留时间长,一般可达10年或更长。
缺点:
写入和擦除速度较慢,不适合大规模数据存储。
存储密度较低,相同空间下存储的容量小于NAND。
NAND Flash
特性:
存储结构:采用串行访问,单元以块为单位读写。
读写速度:写入和擦除速度快,适合大数据存储。
存储密度:相对较高,能在相同区域提供更多存储容量。
优点:
价格相对较低,存储密度高,适合大容量数据存储。
适合写入和擦除的密集型应用,如固态硬盘(SSD)和移动存储设备。
缺点:
随机读取速度较NOR慢,随机写入也较为复杂。
擦除操作需要整块进行,不如NOR灵活,容易产生寿命限制问题。
NAND分类——SLC、MLC、TLC和QLC
NANDFlash根据一个存储单元能存储的数据大小来分,可分为SLC、MLC、TLC和QLC
SLC(Single Level Cell):存储 1 bit 数据的闪存
MLC(Multiple Level Cell):存储 2 bit 数据的闪存
TLC(Triple Level Cell)存储 3 bit 数据的闪存
QLC(Quad Level Cell):存储 4 bit 数据的闪存
NAND擦除(Erase)原理
NAND Flash的擦除操作是以块(Block)为基本单位进行的
擦除操作,通过在衬底施加高电压,激发量子隧道效应,使得电子能够穿越绝缘层,从浮栅层流向衬底
这一过程导致存储单元的逻辑状态发生变化,由“1”转为“0”,从而实现数据的擦除
擦除操作会对存储单元造成一定损伤,对擦除次数加以限制,以延长存储单元的使用寿命
在NAND Flash中,一个块(Block)内的所有存储单元共享同一个衬底
当进行擦除操作时,对衬底施加电压将会影响整个块内的所有存储单元,使它们同时完成擦除
这种结构设计不仅提高了操作的效率,同时也降低了成本
SD NAND
SD卡具有可移动性,用户可以轻松地在不同设备之间插拔,便于数据的转移
SD NAND(Secure Digital NAND)顾名思义就是内部集成了SD卡的NAND Flash
采用NAND闪存技术,提供高存储密度和快速的读写速度,使其在需要额外存储空间的移动设备中非常流行
现代SD NAND卡通常具备良好的耐用性,能够承受一定的物理冲击和环境因素
部分SD NAND卡还支持加密功能,以保护存储在卡上的敏感数据
部分产品具备损坏后数据恢复功能,进一步增强了数据的安全性
主要用于便携式设备,如数码相机、智能手机、平板电脑和笔记本电脑
雷龙的CSNP64GCR01-AOW和CSNP64GCR01-BOW(SD NAND)芯片的结构框图,如下图所示
SD NAND芯片在引脚上遵循SD卡的协议
换句话来说,SD NAND可以理解为是一种可以直接焊接在PCB上的SD卡
可以直接与广泛使用的SD卡插槽兼容,无需额外的适配器或接口转换
极大地方便工程师们对SD NAND的使用
NOR Flash、NAND Flash 和 SD NAND 的比较
强烈推荐
最后再次向大家诚挚推荐一款卓越的Flash产品——CS创世 SD NAND/贴片式tf卡/贴片式sd卡
CSNP64GCR01-BOW(一代商业级)
CSNP64GCR01-AOW(二代接近工业级)
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