Spi nor flash что это

NOR и NAND память в SSD

Существует два основных типа Flash-памяти: NOR и NAND. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, которые и определяют области использования каждой технологии. Их основные характеристики представлены в таблице.

NOR FlashNAND Flash
Высокоскоростной доступДаДа
Режим постраничного доступаНетДа
Режим случайного доступаДаНет
Типичное использованиеПамять для сетевых устройствХранение информации

NOR Flash Memory

Память NOR, названная так в честь особой разметки данных (Not OR – логическое Не-ИЛИ), является высокоскоростной памятью Flash. Память NOR предоставляет возможность высокоскоростного, случайного доступа к информации, и обладает способностью записывать и считывать данные в определенном месте без необходимости обращаться к памяти последовательно. В отличие от NAND памяти, память NOR позволяет обращаться к данным размером до одного байта. Технология NOR выигрывает в ситуациях, когда данные случайным образом записываются или читаются. Поэтому NOR чаще всего встраивают в сотовые телефоны (для хранения операционной системы) и планшеты, а также используется в компьютерах для хранения BIOS.

NAND Flash Memory

NAND память была изобретена после NOR, и также названа в честь особой разметки данных (Not AND – логическое Не-И). NAND память записывает и считывает данные с высокой скоростью, в режиме последовательного чтения, упорядочивая данные в небольшие блоки (страницы). Память NAND может считывать и записывать информацию постранично, однако не может обращаться к конкретному байту, как NOR. Поэтому NAND обычно используют в твердотельных накопителях (SSD), аудио и видео проигрывателях, телевизионных приставках, цифровых камеры, мобильных телефонах (для хранения пользовательской информации) и других устройствах, в которых данные, как правило, записываются последовательно.

Источник

Взгляд изнутри: Flash-память и RAM

Spi nor flash что это. ae5ac9da619868e4f80b4606ec3e3aed. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-ae5ac9da619868e4f80b4606ec3e3aed. картинка Spi nor flash что это. картинка ae5ac9da619868e4f80b4606ec3e3aed

Предисловие

Новый Год – приятный, светлый праздник, в который мы все подводим итоги год ушедшего, смотрим с надеждой в будущее и дарим подарки. В этой связи мне хотелось бы поблагодарить всех хабра-жителей за поддержку, помощь и интерес, проявленный к моим статьям (1, 2, 3, 4). Если бы Вы когда-то не поддержали первую, не было и последующих (уже 5 статей)! Спасибо! И, конечно же, я хочу сделать подарок в виде научно-популярно-познавательной статьи о том, как можно весело, интересно и с пользой (как личной, так и общественной) применять довольно суровое на первый взгляд аналитическое оборудование. Сегодня под Новый Год на праздничном операционном столе лежат: USB-Flash накопитель от A-Data и модуль SO-DIMM SDRAM от Samsung.

Теоретическая часть

Постараюсь быть предельно краток, чтобы все мы успели приготовить салат оливье с запасом к праздничному столу, поэтому часть материала будет в виде ссылок: захотите – почитаете на досуге…

Какая память бывает?

На настоящий момент есть множество вариантов хранения информации, какие-то из них требуют постоянной подпитки электричеством (RAM), какие-то навсегда «вшиты» в управляющие микросхемы окружающей нас техники (ROM), а какие-то сочетают в себе качества и тех, и других (Hybrid). К последним, в частности, и принадлежит flash. Вроде бы и энергонезависимая память, но законы физики отменить сложно, и периодически на флешках перезаписывать информацию всё-таки приходится.

Тут можно подробнее ознакомиться с ниже приведённой схемой и сравнением характеристик различных типов «твердотельной памяти». Или тут – жаль, что я был ещё ребёнком в 2003 году, в таком проекте не дали поучаствовать…

Spi nor flash что это. image loader. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-image loader. картинка Spi nor flash что это. картинка image loader
Современные типы «твердотельной памяти». Источник

Единственное, что, пожалуй, может объединять все эти типы памяти – более-менее одинаковый принцип работы. Есть некоторая двумерная или трёхмерная матрица, которая заполняется 0 и 1 примерно таким образом и из которой мы впоследствии можем эти значения либо считать, либо заменить, т.е. всё это прямой аналог предшественника – памяти на ферритовых кольцах.

Что такое flash-память и какой она бывает (NOR и NAND)?

Начнём с flash-памяти. Когда-то давно на небезызвестном ixbt была опубликована довольно подробная статья о том, что представляет собой Flash, и какие 2 основных сорта данного вида памяти бывают. В частности, есть NOR (логическое не-или) и NAND (логическое не-и) Flash-память (тут тоже всё очень подробно описано), которые несколько отличаются по своей организации (например, NOR – двумерная, NAND может быть и трехмерной), но имеют один общий элемент – транзистор с плавающим затвором.

Spi nor flash что это. f6a0ab5e73e6bfdc1be2bd112e10e3d1. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-f6a0ab5e73e6bfdc1be2bd112e10e3d1. картинка Spi nor flash что это. картинка f6a0ab5e73e6bfdc1be2bd112e10e3d1
Схематическое представление транзистора с плавающим затвором. Источник

Итак, как же это чудо инженерной мысли работает? Вместе с некоторыми физическими формулами это описано тут. Если вкратце, то между управляющим затвором и каналом, по которому ток течёт от истока к стоку, мы помещаем тот самый плавающий затвор, окружённый тонким слоем диэлектрика. В результате, при протекании тока через такой «модифицированный» полевой транзистор часть электронов с высокой энергией туннелируют сквозь диэлектрик и оказываются внутри плавающего затвора. Понятно, что пока электроны туннелировали, бродили внутри этого затвора, они потеряли часть энергии и назад практически вернуться не могут.

NB: «практически» — ключевое слово, ведь без перезаписи, без обновления ячеек хотя бы раз в несколько лет Flash «обнуляется» так же, как оперативная память, после выключения компьютера.

Там же, на ixbt, есть ещё одна статья, которая посвящена возможности записи на один транзистор с плавающим затвором нескольких бит информации, что существенно увеличивает плотность записи.

В случае рассматриваемой нами флешки память будет, естественно, NAND и, скорее всего, multi-level cell (MLC).

Если интересно продолжить знакомиться с технологиями Flash-памяти, то тут представлен взгляд из 2004 года на данную проблематику. А здесь (1, 2, 3) некоторые лабораторные решения для памяти нового поколения. Не думаю, что эти идеи и технологии удалось реализовать на практике, но, может быть, кто-то знает лучше меня?!

Что такое DRAM?

Если кто-то забыл, что такое DRAM, то милости просим сюда.

Опять мы имеем двумерный массив, который необходимо заполнить 0 и 1. Так как на накопление заряда на плавающем затворе уходит довольно продолжительное время, то в случае RAM применяется иное решение. Ячейка памяти состоит из конденсатора и обычного полевого транзистора. При этом сам конденсатор имеет, с одной стороны, примитивное физическое устройство, но, с другой стороны, нетривиально реализован в железе:

Spi nor flash что это. image loader. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-image loader. картинка Spi nor flash что это. картинка image loader
Устройство ячейки RAM. Источник

Опять-таки на ixbt есть неплохая статья, посвящённая DRAM и SDRAM памяти. Она, конечно, не так свежа, но принципиальные моменты описаны очень хорошо.

Единственный вопрос, который меня мучает: а может ли DRAM иметь, как flash, multi-level cell? Вроде да, но всё-таки…

Часть практическая

Flash

Те, кто пользуется флешками довольно давно, наверное, уже видели «голый» накопитель, без корпуса. Но я всё-таки кратко упомяну основные части USB-Flash-накопителя:

Spi nor flash что это. d723867c82150e8a1486e11fd59b18c8. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-d723867c82150e8a1486e11fd59b18c8. картинка Spi nor flash что это. картинка d723867c82150e8a1486e11fd59b18c8
Основные элементы USB-Flash накопителя: 1. USB-коннектор, 2. контроллер, 3. PCB-многослойная печатная плата, 4. модуль NAND памяти, 5. кварцевый генератор опорной частоты, 6. LED-индикатор (сейчас, правда, на многих флешках его нет), 7. переключатель защиты от записи (аналогично, на многих флешках отсутствует), 8. место для дополнительной микросхемы памяти. Источник

Пойдём от простого к сложному. Кварцевый генератор (подробнее о принципе работы тут). К моему глубокому сожалению, за время полировки сама кварцевая пластинка исчезла, поэтому нам остаётся любоваться только корпусом.

Spi nor flash что это. 3bb198e1ea37fe49bf8ec13f095a44a2. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-3bb198e1ea37fe49bf8ec13f095a44a2. картинка Spi nor flash что это. картинка 3bb198e1ea37fe49bf8ec13f095a44a2
Корпус кварцевого генератора

Случайно, между делом, нашёл-таки, как выглядит армирующее волокно внутри текстолита и шарики, из которых в массе своей и состоит текстолит. Кстати, а волокна всё-таки уложены со скруткой, это хорошо видно на верхнем изображении:

Spi nor flash что это. 1733107659785bf7b197b3249e3de752. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-1733107659785bf7b197b3249e3de752. картинка Spi nor flash что это. картинка 1733107659785bf7b197b3249e3de752
Армирующее волокно внутри текстолита (красными стрелками указаны волокна, перпендикулярные срезу), из которого и состоит основная масса текстолита

А вот и первая важная деталь флешки – контроллер:

Spi nor flash что это. 78877faad8e9039813a146fb85be5fcb. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-78877faad8e9039813a146fb85be5fcb. картинка Spi nor flash что это. картинка 78877faad8e9039813a146fb85be5fcb
Контроллер. Верхнее изображение получено объединением нескольких СЭМ-микрофотографий

Признаюсь честно, не совсем понял задумку инженеров, которые в самой заливке чипа поместили ещё какие-то дополнительные проводники. Может быть, это с точки зрения технологического процесса проще и дешевле сделать.

После обработки этой картинки я кричал: «Яяяяязь!» и бегал по комнате. Итак, Вашему вниманию представляет техпроцесс 500 нм во всей свой красе с отлично прорисованными границами стока, истока, управляющего затвора и даже контакты сохранились в относительной целостности:

Spi nor flash что это. 6e1d7cbe904825e700b8cfc3274c5054. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-6e1d7cbe904825e700b8cfc3274c5054. картинка Spi nor flash что это. картинка 6e1d7cbe904825e700b8cfc3274c5054
«Язь!» микроэлектроники – техпроцесс 500 нм контроллера с прекрасно прорисованными отдельными стоками (Drain), истоками (Source) и управляющими затворами (Gate)

Теперь приступим к десерту – чипам памяти. Начнём с контактов, которые эту память в прямом смысле этого слова питают. Помимо основного (на рисунке самого «толстого» контакта) есть ещё и множество мелких. Кстати, «толстый»
Во-первых, полный список опубликованных статей на Хабре:

Во-вторых, помимо блога на HabraHabr, статьи и видеоматериалы можно читать и смотреть на Nanometer.ru, YouTube, а также Dirty.

В-третьих, если тебе, дорогой читатель, понравилась статья или ты хочешь простимулировать написание новых, то действуй согласно следующей максиме: «pay what you want»

Источник

Технологии флэш-памяти

Современному человеку нравится быть мобильным и иметь при себе различные высокотехнологичные гаджеты (англ. gadget — устройство), облегчающие жизнь, да что там скрывать, делающие ее более насыщенной и интересной. И появились-то они всего за 10-15 лет! Миниатюрные, легкие, удобные, цифровые… Всего этого гаджеты достигли благодаря новым микропроцессорным технологиям, но все же больший вклад был сделан одной замечательной технологией хранения данных, о которой сегодня мы и будем говорить. Итак, флэш-память.

Бытует мнение, что название FLASH применительно к типу памяти переводится как «вспышка». На самом деле это не совсем так. Одна из версий его появления говорит о том, что впервые в 1989-90 году компания Toshiba употребила слово Flash в контексте «быстрый, мгновенный» при описании своих новых микросхем. Вообще, изобретателем считается Intel, представившая в 1988 году флэш-память с архитектурой NOR. Годом позже Toshiba разработала архитектуру NAND, которая и сегодня используется наряду с той же NOR в микросхемах флэш. Собственно, сейчас можно сказать, что это два различных вида памяти, имеющие в чем-то схожую технологию производства. В этой статье мы попытаемся понять их устройство, принцип работы, а также рассмотрим различные варианты практического использования.

Поскольку память с такой организацией считается первой представительницей семейства Flash, с нее и начнем. Схема логического элемента, собственно давшего ей название (NOR — Not OR — в булевой математике обозначает отрицание «ИЛИ»), приведена на рисунке.Spi nor flash что это. nor bul. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-nor bul. картинка Spi nor flash что это. картинка nor bul

С помощью нее осуществляется преобразование входных напряжений в выходные, соответствующие «0» и «1». Они необходимы, потому что для чтения/записи данных в ячейке памяти используются различные напряжения. Схема ячейки приведена на рисунке ниже.

Spi nor flash что это. pic2. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-pic2. картинка Spi nor flash что это. картинка pic2

Spi nor flash что это. nor. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-nor. картинка Spi nor flash что это. картинка nor

Она характерна для большинства флэш-чипов и представляет из себя транзистор с двумя изолированными затворами: управляющим (control) и плавающим (floating). Важной особенностью последнего является способность удерживать электроны, то есть заряд. Также в ячейке имеются так называемые «сток» и «исток». При программировании между ними, вследствие воздействия положительного поля на управляющем затворе, создается канал — поток электронов. Некоторые из электронов, благодаря наличию большей энергии, преодолевают слой изолятора и попадают на плавающий затвор. На нем они могут храниться в течение нескольких лет. Определенный диапазон количества электронов (заряда) на плавающем затворе соответствует логической единице, а все, что больше его, — нулю. При чтении эти состояния распознаются путем измерения порогового напряжения транзистора. Для стирания информации на управляющий затвор подается высокое отрицательное напряжение, и электроны с плавающего затвора переходят (туннелируют) на исток. В технологиях различных производителей этот принцип работы может отличаться по способу подачи тока и чтению данных из ячейки. Хочу также обратить ваше внимание на то, что в структуре флэш-памяти для хранения 1 бита информации задействуется только один элемент (транзистор), в то время как в энергозависимых типах памяти для этого требуется несколько транзисторов и конденсатор. Это позволяет существенно уменьшить размеры выпускаемых микросхем, упростить технологический процесс, а, следовательно, и снизить себестоимость. Но и один бит далеко не предел: Intel уже выпускает память StrataFlash, каждая ячейка которой может хранить по 2 бита информации. Кроме того, существуют пробные образцы, с 4-х и даже 9-битными ячейками! В такой памяти используются технология многоуровневых ячеек. Они имеют обычную структуру, а отличие заключается в том, что заряд их делится на несколько уровней, каждому из которых в соответствие ставится определенная комбинация бит. Теоретически прочитать/записать можно и более 4-х бит, однако, на практике возникают проблемы с устранением шумов и с постепенной утечкой электронов при продолжительном хранении. Вообще, у существующих сегодня микросхем памяти для ячеек характерно время хранения информации, измеряемое годами и число циклов чтения/записи — от 100 тысяч до нескольких миллионов. Из недостатков, в частности, у флэш-памяти с архитектурой NOR стоит отметить плохую масштабируемость: нельзя уменьшать площадь чипов путем уменьшения размеров транзисторов. Эта ситуация связана со способом организации матрицы ячеек: в NOR архитектуре к каждому транзистору надо подвести индивидуальный контакт. Гораздо лучше в этом плане обстоят дела у флэш-памяти с архитектурой NAND.

NAND — Not AND — в той же булевой математике обозначает отрицание «И». Отличается такая память от предыдущей разве что логической схемой.Spi nor flash что это. nand bul. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-nand bul. картинка Spi nor flash что это. картинка nand bul

Spi nor flash что это. nand. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-nand. картинка Spi nor flash что это. картинка nand

Устройство и принцип работы ячеек у нее такой же, как и у NOR. Хотя, кроме логики, все-таки есть еще одно важное отличие — архитектура размещения ячеек и их контактов. В отличие от вышеописанного случая, здесь имеется контактная матрица, в пересечениях строк и столбцов которой располагаются транзисторы. Это сравнимо с пассивной матрицей в дисплеях 🙂 (а NOR — с активной TFT). В случае с памятью такая организация несколько лучше — площадь микросхемы можно значительно уменьшить за счет размеров ячеек. Недостатки (куда уж без них) заключаются в более низкой по сравнению с NOR скорости работы в операциях побайтового произвольного доступа.

Существуют еще и такие архитектуры как: DiNOR (Mitsubishi), superAND (Hitachi) и пр. Принципиально нового ничего они не представляют, а лишь комбинируют лучшие свойства NAND и NOR.

И все же, как бы там ни было, NOR и NAND на сегодняшний день выпускаются на равных и практически не конкурируют между собой, потому как в силу своих качеств находят применение в разных областях хранения данных. Об этом и пойдет далее речь…

Где нужна память…

Если еще ко времени выполнения перечисленных операций прибавить задержки на выборку блока и на доступ, то получим отнюдь неконкурентоспособные с NOR показатели (отмечу, что именно для случая побайтовой записи). Другое дело последовательная запись/чтение — здесь NAND наоборот показывает значительно более высокие скоростные характеристики. Поэтому, а также из-за возможностей увеличения объема памяти без увеличения размеров микросхемы, NAND-флэш нашел применение в качестве хранителя больших объемов информации и для ее переноса. Наиболее распространенные сейчас устройства, основанные на этом типе памяти, это флэшдрайвы и карты памяти. Что касается NOR-флэша, то чипы с такой организацией используются в качестве хранителей программного кода (BIOS, RAM карманных компьютеров, мобилок и т. п.), иногда реализовываются в виде интегрированных решений (ОЗУ, ПЗУ и процессор на одной мини-плате, а то и в одном чипе). Удачный пример такого использования — проект Gumstix: одноплатный компьютер размером с пластинку жвачки. Именно NOR-чипы обеспечивают требуемый для таких случаев уровень надежности хранения информации и более гибкие возможности по работе с ней. Объем NOR-флэш обычно измеряется единицами мегабайт и редко переваливает за десятки.

И будет флэш…

Безусловно, флэш — перспективная технология. Однако, несмотря на высокие темпы роста объемов производства, устройства хранения данных, основанные на ней, еще достаточно дороги, чтобы конкурировать с жесткими дисками для настольных систем или ноутбуков. В основном, сейчас сфера господства флэш-памяти ограничивается мобильными устройствами. Как вы понимаете, этот сегмент информационных технологий не так уж и мал. Кроме того, со слов производителей, на нем экспансия флэш не остановится. Итак, какие же основные тенденции развития имеют место в этой области.

Во-первых, как уже упоминалось выше, большое внимание уделяется интегрированным решениям. Причем проекты вроде Gumstix лишь промежуточные этапы на пути к реализации всех функций в одной микросхеме.

Spi nor flash что это. pic4. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-pic4. картинка Spi nor flash что это. картинка pic4

Пока что, так называемые on-chip (single-chip) системы представляют собой комбинации в одном чипе флэш-памяти с контроллером, процессором, SDRAM или же со специальным ПО. Так, например, Intel StrataFlash в сочетании с ПО Persistent Storage Manager (PSM) дает возможность использовать объем памяти одновременно как для хранения данных, так и для выполнения программного кода. PSM по сути дела является файловой системой, поддерживающейся ОС Windows CE 2.1 и выше. Все это направлено на снижение количества компонентов и уменьшение габаритов мобильных устройств с увеличением их функциональности и производительности. Не менее интересна и актуальна разработка компании Renesas — флэш-память типа superAND с встроенными функциями управления. До этого момента они реализовывались отдельно в контроллере, а теперь интегрированы прямо в чип. Это функции контроля бэд-секторов, коррекции ошибок (ECC — error check and correct), равномерности износа ячеек (wear leveling). Поскольку в тех или иных вариациях они присутствуют в большинстве других брендовых прошивок внешних контроллеров, давайте вкратце их рассмотрим. Начнем с бэд-секторов. Да, во флэш-памяти они тоже встречаются: уже с конвейера сходят чипы, имеющие в среднем до 2% нерабочих ячеек — это обычная технологическая норма. Но со временем их количество может увеличиваться (окружающую среду в этом винить особо не стоит — электромагнитное, физическое (тряска и т. п.) влияние флэш-чипу не страшно). Поэтому, как и в жестких дисках, во флэш-памяти предусмотрен резервный объем. Если появляется плохой сектор, функция контроля подменяет его адрес в таблице размещения файлов адресом сектора из резервной области.

Spi nor flash что это. pic5. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-pic5. картинка Spi nor flash что это. картинка pic5
Spi nor flash что это. pic6. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-pic6. картинка Spi nor flash что это. картинка pic6

Собственно, выявлением бэдов занимается алгоритм ECC — он сравнивает записываемую информацию с реально записанной. Также в связи с ограниченным ресурсом ячеек (порядка нескольких миллионов циклов чтения/записи для каждой) важно наличие функции учета равномерности износа. Приведу такой редкий, но встречающийся случай: брелок с 32 Мбайт, из которых 30 Мбайт заняты, а на свободное место постоянно что-то записывается и удаляется. Получается, что одни ячейки простаивают, а другие интенсивно исчерпывают свой ресурс. Чтобы такого не было, в фирменных устройствах свободное пространство условно разбивается на участки, для каждого из которых осуществляется контроль и учет количества операций записи.

Еще более сложные конфигурации класса «все-в-одном» сейчас широко представлены такими компаниями как, например, Intel, Samsung, Hitachi и др. Их изделия представляют собой многофункциональные устройства, реализованные в одной лишь микросхеме (стандартно в ней имеется процессор, флэш-память и SDRAM). Ориентированы они на применение в мобильных устройствах, где важна высокая производительность при минимальных размерах и низком энергопотреблении. К таким относятся: PDA, смартфоны, телефоны для сетей 3G. Приведу пример подобных разработок — чип от Samsung, объединяющий в себе ARM-процессор (203 МГц), 256 Мбайт NAND памяти и 256 SDRAM. Он совместим с распространенными ОС: Windows CE, Palm OS, Symbian, Linux и имеет поддержку USB. Таким образом на его основе возможно создание многофункциональных мобильных устройств с низким энергопотреблением, способных работать с видео, звуком, голосом и прочими ресурсоемкими приложениями.

Другим направлением совершенствования флэш является уменьшение энергопотребления и размеров с одновременным увеличением объема и быстродействия памяти. В большей степени это касается микросхем с NOR архитектурой, поскольку с развитием мобильных компьютеров, поддерживающих работу в беспроводных сетях, именно NOR-флэш, благодаря небольшим размерам и малому энергопотреблению, станет универсальным решением для хранения и выполнения программного кода. В скором времени в серийное производство будут запущены 512 Мбит чипы NOR той же Renesas. Напряжение питания их составит 3,3 В (напомню, хранить информацию они могут и без подачи тока), а скорость в операциях записи — 4 Мбайт/сек. В то же время Intel уже представляет свою разработку StrataFlash Wireless Memory System (LV18/LV30) — универсальную систему флэш-памяти для беспроводных технологий. Объем ее памяти может достигать 1 Гбит, а рабочее напряжение равно 1.8 В. Технология изготовления чипов — 0,13 нм, в планах переход на 0,09 нм техпроцесс. Среди инноваций данной компании также стоит отметить организацию пакетного режима работы с NOR-памятью. Он позволяет считывать информацию не по одному байту, а блоками — по 16 байт: с использованием 66 МГц шины данных скорость обмена информацией с процессором достигает 92 Мбит/с!

Что ж, как видите, технология развивается стремительно. Вполне возможно, что к моменту выхода статьи появится еще что-нибудь новенькое. Так что, если что — не взыщите 🙂 Надеюсь, материал был вам интересен.

Источник

Русские Блоги

Nand Flash параллельный и последовательный

Последовательная и параллельная вспышка

Раньше мы говорили о различиях между NAND Flash и NOR Flash с точки зрения упаковки, скорости чтения, скорости записи и схемы. Теперь мы поговорим о параллельной и последовательной Flash, в основном последовательной. Параллельный требует большого внимания. Меньше.

Поскольку основное различие между последовательным и параллельным является количество портов ввода-вывода, потому что в некоторых сценариях я не использую эту большую емкость, а E и контактов ввода-вывода будет не так много, поэтому появляются последовательные NOR и NAND Flash. Сырье.

Параллельный и последовательный NAND Flash

SERIAL NOR FLASH

Флэш-память Serial NOR поддерживает стандартный последовательный периферийный интерфейс (SPI), два / четыре ввода / вывода SPI: последовательные часы, выбор микросхемы, последовательные данные I / O0 (DI), I / O1 (DO), I / O2 и I / O3.

Standard SPI

Standard SPI: CLK, /CS, DI, DO

Dual SPI

Dual SPI: CLK, /CS, IO0, IO1

Quad SPI

Quad SPI: CLK, /CS, IO0, IO1, IO2, IO3

Тактовая частота передачи

Общий пакет Serial NOR Flash

Ниже приведен пакет SOIC / SOP8.
Spi nor flash что это. 9e0d7ea64f1aaad5ef06924f991d1e23. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-9e0d7ea64f1aaad5ef06924f991d1e23. картинка Spi nor flash что это. картинка 9e0d7ea64f1aaad5ef06924f991d1e23
Введение PIN-кода
Spi nor flash что это. 7c303e4315fcd699ea54e080354a52d5. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-7c303e4315fcd699ea54e080354a52d5. картинка Spi nor flash что это. картинка 7c303e4315fcd699ea54e080354a52d5

Как настроить указанные выше контакты
1) Стандартный режим SPI
Просто подключите CS, CLK, DO и DI. Выводы WP и HOLD зависят от ситуации, в зависимости от того, подключено ли оборудование к Vcc или резистор подключен к земле.

2) Двойной режим SPI
Подключите CS, CLK, DO (IO1), DI (IO0). В это время обратите внимание, чтобы работать не по DO и DI, а по IO1 и IO2 в скобках.

3) Режим Quad SPI
CS, CLK, DO (IO1), DI (IO0), WP (IO2), HOLD / Reset / IO3, в настоящее время функции WP и Hold недоступны.

Стандартный SPI, двойной SPI и четырехпроводной SPI
Стандартная инструкция SPI использует однонаправленный вывод DI (вход) для последовательной записи инструкции, адреса или данных по переднему фронту входного вывода последовательных часов (CLK).
Стандартный SPI также использует однонаправленный DO (вывод) для чтения данных или состояния устройства на заднем фронте CLK.
Инструкции Dual SPI и quad SPI используют двунаправленные выводы ввода-вывода для последовательной записи, отправки адресов или данных на устройство на переднем фронте CLK и чтения данных с устройства на заднем фронте CLK. Или статус.

Схемотехника

Выбор микросхемы (/ CS)

Вывод выбора микросхемы SPI (/ CS) используется для включения и выключения работы устройства. Когда / CS высокий, устройство не выбрано, а выводы последовательных данных (DO или IO0, IO1, IO2, IO3) находятся в состоянии высокого импеданса. После отмены выбора устройство будет потреблять мощность на уровне ожидания, если только не выполняется цикл внутреннего стирания, программирования или записи в регистр состояния. Когда / CS становится низким, устройство будет выбрано, потребляемая мощность увеличится до допустимого уровня, и с устройства можно будет записывать команды и считывать данные.
После включения / CS должен переключиться с высокого уровня на низкий, прежде чем принимать новые команды. Вход / CS должен отслеживать уровень питания VCC во время включения и выключения.При необходимости для этой цели можно использовать подтягивающий резистор на выводе / CS.

Защита от записи (/ WP)

Вывод защиты от записи (/ WP) может использоваться для предотвращения записи в регистр состояния. Часть сектора или весь массив памяти могут быть защищены аппаратно и должны быть настроены с помощью регистров.Вывод WP активен на низком уровне.

HOLD(/ HOLD)
Serial Clock (CLK)

Вывод последовательного тактового сигнала (CLK) SPI обеспечивает синхронизацию операций последовательного ввода и вывода.

Сброс (/ RESET)

Когда он находится на низком уровне в течение как минимум 1 мкс, устройство завершит любые внешние или внутренние операции и вернется в состояние включения.

источник питания

Существуют также различные характеристики напряжения последовательной вспышки, подробности см. В буклете.

Схемотехника

Spi nor flash что это. f2517958994a66372a0400e8509795e7. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-f2517958994a66372a0400e8509795e7. картинка Spi nor flash что это. картинка f2517958994a66372a0400e8509795e7
На рисунке выше показана последовательная цепь Nor Flash,
Вывод WP подключен к Vcc; чтобы не защищать от записи, он подтянут, но не плавающий, чтобы иметь состояние определенного уровня при включенном питании.
Вывод удержания подключен к подтягивающему резистору к Vcc; чтобы не достичь сохранения данных, он подтягивается, но не остается плавающим, чтобы иметь состояние определенного уровня при включенном питании.
Вывод CS также подтягивается к Vcc. Устройство не выбирается после включения питания, и устройство будет выбрано только при низком уровне ЦП в последующем.

SERIAL NAND FLASH

Spi nor flash что это. 5d91413aee119442c8047f0d761bafc9. Spi nor flash что это фото. Spi nor flash что это-5d91413aee119442c8047f0d761bafc9. картинка Spi nor flash что это. картинка 5d91413aee119442c8047f0d761bafc9
Примечание. Поскольку функции последовательной флэш-памяти NOR и последовательной флэш-памяти NAND одинаковы, для уменьшения / упрощения интерфейса параллельной флэш-памяти Nand их пакеты одинаковы, разница в Просто структура хранения в блоке памяти отличается, а все остальное такое же, поэтому после того, как вы узнаете о введении последовательной NOR Flash, вы также сможете понять последовательную NAND Flash.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *