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转发:从Nand Flash特性谈烧录的关键点

 不吃鱼的猫2
发布于 2016/07/27 19:34
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一、 Nand flash的特性

1、位翻转

在 NAND 闪存是通过对存储单元(Cell)进行充电来完成数据存储的,存储单元的阈值电压就对应着数据值。当读取的时候,通过将它的阈值电压与参考点对比来获得其 数据值。对SLC 而言,就只有两种状态和一个参考点。而对于2-Bits 的MLC 而言,它有4 种状态和三个参考点。TLC就更多状态和参考点。当读出的数据值与编程时数据值对应的阈值电压不相匹配时,表明数据发生了位翻转,就带来了可靠性问题。导 致位翻转的最常见原因是“编程干扰”导致的阈值电压漂移。

2、存储结构

Nand 闪存由多个Block组成,每一个Block又由多个Page组成,Page的大小一般为512+16Bytes 、2K+64Bytes以及4096+128Bytes,Page是读取和编程的基本单位,而擦除的基本单位是Block。

NAND Flash的页,包含主区(Main Area)和备用区(Spare Area)两个域,“主区”也常称作数据区,备用区是保留区域,一般用来标记坏块(bad block)和存放ECC的值,当然有些文件系统使用备用区记录擦除次数、文件组织数据等。

3、坏块及ECC

位 翻转的发生是随机的,且比特误码的数量会随着擦写次数的增加而增加。但是只要比特误码的数量在ECC 能够纠正的范围内,数据的完整性就始终有保障。在有些点,每页的比特误码有可能很接近ECC 所能纠正的极限,NAND 的控制系统必须严防比特误码超过可纠错的范围,否则,就可能造成数据丢失或者系统无法正常工作。因此,这些块必须要标记为坏块。坏块永远不应该再用来存储 数据。由于坏块的产生是不可避免的,NAND 制造商在对裸片测试时会选择对某些块进行坏块标记,而不是放弃整个裸片,所以大多数NAND 在出厂时就已经存在标记为坏块的块。如果一个NAND 的块被标记为坏块,那么NAND 的容量就永久性的减小了。

二、 Nand系统裸片量产烧录的关键点

由于Nand flash芯片的特性,以其作为存储介质时必须对这些特性进行恰当处理,这样系统才能正常运行。系统设定各分区数据在Nand芯片的存储布局,并且在存储驱动层对Nand进行位纠错、坏块管理等处理,这些信息需要系统/驱动工程师明确。

研发阶段或小批量生产阶段,常采用在板烧录的方式,原理是将boot通过串口下载到内存跑起来,由boot从SD卡或网络将内核镜像、文件系统镜像等数据烧录到Nand flash芯片。

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