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NandFlash存儲器的結構解析和工作原理

      NandFlash存儲器由多個Block組成,每一個Block又由多個Page組成,Page的大小一般為2K+64Bytes或512+16Bytes。Page是讀取和編程的基本單位,而擦除的基本單位是Block。

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圖1 NAND Flash的存儲結果

        NAND Flash的頁,包含主區(qū)(Main Area)和備用區(qū)(Spare Area)兩個域,“主區(qū)”中有512*8(或256*16)或2048*8(或1024*16)個位,“備用區(qū)”中有16*8(或8*16)或64*8(或32*16)個位,這樣每一頁總共有528*8(264*16)或2112*8(或1056*16)個位。備用區(qū)是保留區(qū)域,用來標記壞塊(bad block)和存放ECC的值,因此對于用戶來說只有“主區(qū)”是可用的。

        圖1是MT29F2G08AxB的結構圖,它的讀取和編程都以Page為基本單位,所以它的Cache Register和Data Register都是一個Page的規(guī)格。NandFlash的特別之處就在于頁結構,它分成數(shù)據(jù)區(qū)和備用區(qū)兩個部分,數(shù)據(jù)區(qū)和備用區(qū)按頁的形式一一對應,因此讀取和編程的數(shù)據(jù)流也需要按頁的結構進行組織和分解。

        圖1所示的MT29F2G08AxB芯片的數(shù)據(jù)區(qū)為2048字節(jié),備用區(qū)為64字節(jié)。在實際應用中,備用區(qū)一般用于數(shù)據(jù)區(qū)的檢錯和糾錯。

NAND flash出廠時可能含有無效的塊,在使用過程中也可能會出現(xiàn)其他無效的塊。無效的塊即為包含一個或多個壞位的塊。每一片芯片在出廠前都經過測試和擦除,并標識了壞塊,禁止對在出廠時作了標記的壞塊進行擦除或編程。因此在應用中和編程時,都需要能夠對壞塊進行識別和處理。NandFlash的第一塊保證是可用的。

另外,Micron NandFlash具有10個頁的OTP區(qū)域,這個區(qū)域不能被擦除,只能編程一次,而且如果被保護,即使是把1編程為0也是禁止的。

     壞塊

由于NAND Flash的工藝不能保證NAND的Memory Array在其生命周期中保持性能的可靠,因此,在NAND的生產中及使用過程中會產生壞塊。所以NandFlash芯片廠商為了區(qū)分好塊與壞塊,會在出廠的時候在備用區(qū)某個地址中標記非FFh表示壞塊。

     小心不要擦除壞塊標記,這一點很重要

工廠在寬溫和寬電壓范圍內測試了Nand;一些由工廠標記為壞的區(qū)塊可能在一定的溫度或電壓條件下仍然能工作,但是,將來可能會失效。如果壞塊信息被擦除,就無法再恢復。

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