NOR FLASH与NAND FLASH

整理自NOR FLASH
与NAND FLASH

1：NandFlash与NorFlash典型电路图

Nor Flash接原理图

从上图可以看出，该NorFlash采用并行地址和数据总线，其中，21bit地址总线，16bit数据总线。

该NorFlash最大可寻址2M的地址空间。实际上，该NorFlash大小为2M。所以，NorFlash可作内存使用。可以直接寻址每一个存储单元。

NandFlash的典型原理图

NandFlash没有区分地址总线和数据总线。只有一个8bit的I/O总线、6根控制线(WE、WP、ALE、CLE、CE、RE)和RB。

实际上，NandFlash数据和地址均通过8bit I/O总线串行传输的。

NOR型与NAND型闪存的区别很大，打个比方说，NOR型闪存更像内存，有独立的地址线和数据线；而NAND型更像硬盘，地址线和数据线是共用的I/O线，类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线传送一般。

NOR和SRAM都是可以连续空间寻址的，但是对于地址线的要求就多了，比如1MB的地址空间，需要20根地址线(2^20=1048576=1MB)。由于NAND不支持连续空间寻址，无法直接实现片内程序运行，所以要实现NAND BOOT，需要CPU端做一些特殊处理，一般都是将一定大小的程序从NAND读到CPU内部的SRAM里，从SRAM实现BOOT。

2：使用NandFlash，程序的放置与加载过程。

S3C2410满足从NandFlash上执行引导程序，为了支持NandFlash的系统引导，S3C2410具备了一个内部SRAM缓冲器。当系统启动时，NandFlash存储器的前面4KByte字节将被自动载入到SRAM中，然后系统自动执行这些载入的引导代码。

一般情况下，这4K的引导代码需要将NandFlash中程序内容拷贝到SDRAM中，在引导代码执行完毕后跳转到SDRAM执行。

自动导入模式步骤：

1、完成复位。

2、如果自动导入模式使能，NandFlash存储器的前4K字节被自动拷贝到SRAM内。

3、SRAM被映射到nGS0。

4、CPU在SRAM的4KB内开始执行引导代码。

3：NOR FALASH既然不仅可以记忆数据而且可以运行程序，是不是可以不要RAM?

理论上找一个大一点儿的norflash也应该可以，但事实上是不行的。

1、程序执行时中间要用到一些临时变量，一些临时的缓存数据，还有一些相应的堆栈信息。这些变量与数据就要存在RAM中。理论上这些数据存在norflash中也是可以的，但这些变量是要频繁读写的，flash的擦写是有次数的（一般几万次到几百万次），对于一个高速的CPU像操作变量一样擦写flash，估计很快就挂了。

2、norflash的速度比起RAM来差得多，况且这些临时变量并不需要永久保存，可以掉丢失。

一般CPU内部都会有一小块的RAM，被称之为cache（高速缓存），常用的变量会放在这里来处理，大量的缓冲数据会放在外面的SDRAM中，这样会提高系统的速度。

4：NandFlash与NorFlash不同的连接方式

NandFlash与NorFlash具有相同的存储单元，存储原理相同但是他们的连接方式不同，所以存储管理上就有差异。

NorFlash存储单元之间采用的是并联方式，而NandFlash存储单元之间是串联方式。

NAND的结构与硬盘相似，NAND型闪存的编址方法是：全部存储单元被分成若干个块，每个块内又分成若干个页，每个页的大小为512x8bits，单元位宽为8。就是说，每个页内有512条位线。页的大小之所以取512个字节，是为了方便闪存装置与磁盘进行数据交换，因为磁盘一个扇区也是512个字节，所以这绝不是数字上的巧合，而是刻意的安排。

Nor的结构与内存相同，Nor闪存具有专用的地址线，且存储单元是并行排布、可以实现一次性的直接寻址。

5：结构不同决定了性能不同

1）速度差异

任何闪存器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行，所以大多数情况下，在进行写入操作之前必须先执行擦除。

在写数据和擦除数据时，nand因为支持整块擦写操作，所以速度要快得多。执行一次擦除操作，nor器件需要5s，而nand器件只需要4ms，速度相差千倍。但是，在读取nand闪存中的数据时情况就不同了，因为需要先向芯片发送地址信息进行寻址，之后才能开始读取数据。而nand的地址信息包括“块号”、“快内页号”、“快内字节号”三个部分，首先选择到某一块，然后选择其中的页，最后才能定位到所操作的字节。这样，每进行一次数据访问，就需要经过三次寻址，至少占用三个时钟周期。所以nor的读取速度很快。

2）容量和成本

Nor型闪存每个存储单元都与位线相连，增加了芯片内连线的数量，不利于存储密度的提高。通常nand型闪存单元的平面只有nor器件的一半，每个nand存储单元在体积上只有nor器件的1/8。Nand 芯片的价格通常比同等容量的nor芯片便宜。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占据了容量为1～16MB闪存市场的大部分,而NAND flash只是用在8～128MB的产品当中,这也说明NOR主要应用在代码存储介质中,NAND适合于数据存储。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。

3）易用性

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。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部的每一个字节。

4）可靠性

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，这个小小的故障可能导致系统停机。Nand闪存由于其结构特点，相邻存储单元之间交易发生位翻转而导致坏块的出现，增加了出错率。

5）耐用性

Nand 擦写次数100万次，而nor的擦写次数只有10万次。Nand与nor寿命之所以不同，是因为两者使用了不同的写入技术。Nand 采用f-n隧道效应，nor采用热电子注入方式。

6：选择nor还是nand

通过上边的介绍我们已经知道，nor闪存与nand闪存各有所长：

（1）nor的存储密度低，nand闪存的存储密度和存储容量均比较高。

（2）Nand型闪存在擦写文件时速度非常快，而nor的读取速度很快。

Nor和nand各有所长（nor读的快而nand写得快），但两种优势无法在一个芯片上得到体现。所以，设计人员在选用芯片时，只能趋利避害，依照使用目的和主要功能在两者之间进行适当的选择。一般的原则是：在大容量的多媒体应用中选用nand型闪存，而在数据/程序存储应用中选用nor型闪存。

除了速度、存储密度的因素，设计师在选择闪存芯片时，还要考虑接口设计。