编程器NAND Flash 技术入门

时间:2024-07-07 08:34:20

NAND Flash分类

SLC(Single-Level Cell)架构:单一储存单元(Cell)可储存1bit data

MLC(Multi-Level Cell)架构:单一储存单元(Cell)可储存2bit data 

SLC

「Small page (528 Byte)Large page (2112 Byte)」

在每个储存单元(Cell)内储存1个资讯位元(bit),称为单阶储存单元(single-level cell, SLC),使用这种储存单元的快闪记忆体也称为单阶储存单元快闪记忆体(SLC flash memory),或简称SLC快闪记忆体。SLC快闪记忆体的优点是传输速度更快,功率消耗更低和储存单元的寿命更长。然而,由于每个储存单元包含的资讯较少,其每百万位元组需花费较高的成本来生产。

Small page (SLC) : 1 page =512 + 16 bytes

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Large page (SLC) : 1 page =2048 + 64 bytes

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MLC

「Large page (2112 Byte)Large page (4224 Byte)」

多阶储存单元快闪记忆体(Multi-level cell flash memory, MLC flash memory)可以在每个储存单元内储存2个以上的资讯位元 ,其「多阶」指的是电荷充电有多组电压值,如此便能储存多个位元的值于每个储存单元中。因为每个储存单元可储存更多的位元,所以MLC快闪记忆体的每单位储存成本较为低廉。早期比起SLC快闪记忆体,MLC传输速度较慢,功率消耗较高和储存单元的寿命较低为其缺点,但科技日新月异,良率问题持续改善,现今市面上的NAND Flash多数都为MLC架构。

Large page (MLC 2K/Page) : 1 page =2048 + 64 bytes

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Large page (MLC 4K/Page) : 1 page =4096 + 128 bytes

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NAND Flash 资料结构

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NAND Flash Invalid Block 

NAND Flash 在出厂时都会作严格的测试编程,以确认每一个Block(区块、轨区)是否正常,测试不通过的Block 会被标上记号,这些Block 就叫 Initial Invalid Block(潜在的Bad Block)。这些 Initial Invalid Block的资讯很重要,不可以轻易删除,因为有些Block经过Erase后Invalid block 的资讯就会不见,这时使用者自己使用编程器或烧录器厂商都是无法再找出这些 Invalid block 。Invalid Block 的标示位置,在SLC、MLC 上会不一样需注意(厂牌不同也会有差异)。

Bad Block Management

Bad Block Management;BBM,坏轨管理-即控制IC的故障区块管理机制,是用来侦测并标示NAND Flash中的坏轨,避免资料存入坏轨中,用以提升资料存取的可靠性。

NAND Flash中的坏轨可分为Early Bas Block与Latter Bad Block。Early Bad Block是NAND Flash在制造过程中,因制程或技术因素所产生的故障区块,一般约占NAND Flash总容量的1%以内;Latter Bad Block则是在NAND Flash被使用的过程中所产生,一般被IC业者控制在NAND Flash总容量的5%以内。

NAND Flash首次被启用时,控制IC的故障轨区管理程式会逐一检查NAND Flash内每个区块,若有发现坏轨,便将之记录至Bad Block Table;BBT(故障区块表)中,以防止日后资料被写入这些坏轨中。

建立BBT后,随著NAND Flash在使用的过程中,如果有区块在抹写时发生错误,同样也会被记录至BBT中,并将抹写失败的资料内容重新移植到新的有效区块中,以避免因抹写过程的错误导致资料流失或资料异常。