NAND Flash标准之ONFI VS TOGGLE

时间:2024-04-07 19:20:59

背景

NAND Flash自从开发出来以后,便有替代之前各种存储器的趋势,因为其容量大,速度更快。但是因为各类厂商之间的产品自身的技术有些许差异以及商业推广,各大厂商形成联盟/阵营来对抗其他的厂商。
因此形成了ONFI标准和Toggle-Mode标准。

ONFI标准

ONFI,全称是Open NAND Flash Interface,简单理解就是“开放NAND Flash接口”。ONFI标准董事会成员为下面几个:
NAND Flash标准之ONFI VS TOGGLE
镁光等厂商认为需要一个通用的NAND接口,所以ONFI工作组于2006年5月成立。如今,该生态系统由NAND Flash用户和供应商组成,其中包括100多家领先的技术公司。 这些公司一起努力实现两个主要目标:

  • 开发和维护标准化的NAND闪存接口,实现NAND组件和控制器之间的互操作性
  • 缩短设计时间,加快基于NAND的产品的上市时间
个人理解

简单理解就是想让更多厂商使用它们这些成员的器件,因为在实际的产品开发中,物料以及物料替代是一个需要考虑的问题,比如产品需要NAND Flash了,你需要考虑物料替换的问题:

  • 当前物料出现问题,需要快速切换到备用物料;
  • 物料供货出现问题,需要切换同规格物料。

所以这些厂商形成了一个标准组织/联盟,来给客户/需求方更多选择的可能以及空间。目前该标准成员囊括了很多商业公司。

ONFI网址可以下载到ONFI标准:ONFI官网

该标准下的器件特性
  • 标准下器件的封装与JEDEC标准一致,只是JEDEC是一个基础的参考标准,在实现细节上有些许差异;
  • 标准下器件的操作时序等一致,具体的看镁光的器件手册,各厂商的光刻工艺不同可能有少许差异但是操作逻辑没区别;

具体可查看以下参考:
[1].JEDEC
[2].Micro
[3].JEDEC与ONFI

Toggle-Mode

Toggle,这个标准的厂商只有三星和东芝,三星和东芝一看那些欧美大厂搞一个这个ONFI来“三英战吕布”,分食我的NAND份额,三星当然不干了,所以两个每年出货量最大的三星和东芝形成了Toggle-Mode联盟来对抗ONFI。Toggle-Mode似乎没有官网,有的话可在下面评论我完善下。
以下请参考:
[1].三星相关资料

两者的区别在哪里

数据速率

对厂商其实单独看器件的说明,标称速率其实不管是ONFI和Toggle-Mode,都是差不了很多的,因为ONFI在前,Toggle在后,ONFI如果考虑下一代版本的器件表现电性能时,Toggle-Mode也肯定会考虑到这些,所以在两者最新的标准规范下,速率都差不多。

对消费者我们拿到存储器来设计自己的产品,此时的数据速率其实在标称速率上已经有多降低了,这与使用环境、硬件设计、软件设计等强相关,当然对于存储器的版本越高则对应的最大阈值也高。

ONFI与Toggle-Mode比较
NAND Flash标准之ONFI VS TOGGLE
上图中标注的not yet Published表示该标准没有出版,但是实际上肯定已经出来了,因为东芝和三星自身的存储技术是很强的。

从以上可以看出,ONFI标准总是先于Toggle-Mode,但是两者的速率在最新的各自标准下其实并无差异。

请注意,ONFI4.0标准已经出来了,速率可以达到800MT/S,对应的标准为ONFI4.0;另外Toggle-Mode对应的Toggle-Mode 3也就肯定会马上出来的。

请参考:
[1].Micro

封装差异

因为所有的器件封装都基本上最从JEDEC的标准,所以目前NAND的封装都是TSOP48和BGA53的封装形式,当然其他的也会有,只是这两者很常见而已。

ONFI的封装引脚:
NAND Flash标准之ONFI VS TOGGLE
请参考:
[1].Micro

Toggle-Mode的封装引脚:
NAND Flash标准之ONFI VS TOGGLE
请参考:
[1].东芝存储

总结

所以,如果我们选择了使用NAND Flash,一定要看是哪家的产品,比如说是ONFI标准下的Micro还是Toggle Mode的东芝等。另外在设计电路时,我们可能需要兼容不同厂家的器件,因为产能等的一些原因;我们就需要清楚两者硬件引脚差异,做一些兼容处理,方便后续的物料替换。

对于ONFI和Toggle的介绍就到这了,以后可能会完善。

谢谢浏览。
20194.14