大容量NAND Flash TC58DVG02A1FT00在嵌入式系统中的应用 flash, 稳定性, 嵌入式, 存储卡, 存储器

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1 NAND和NOR flash

目前市场上的flash从结构上大体可以分为AND、NAND、NOR和DiNOR等几种。其中NOR和DiNOR的特点为相对电压低、随机读取快、功耗低、稳定性高,而NAND和AND的特点为容量大、回写速度快、芯片面积小。现在,NOR和NAND FLASH的应用最为广泛,在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards、MMC存储卡以及USB闪盘存储器市场都占用较大的份额。

NOR的特点是可在芯片内执行（XIP,eXecute In Place）,这样应该程序可以直接在flash内存内运行,不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高,但写入和探险速度较低。而NAND结构能提供极高的单元密度,并且写入和擦除的速度也很快,是高数据存储密度的最佳选择。这两种结构性能上的异同步如下：

*NOR的读速度比NAND稍快一些。

*NAND的写入速度比NOR快很多。

*NAND的擦除速度远比NOR快。

*NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路也更加简单。

*NAND闪存中每个块的最大擦写次数量否万次,而NOR的擦写次数是十万次。

此外,NAND的实际应用方式要比NOR复杂得多。NOR可以直接使用,并在上面直接运行代码。而NAND需要I/O接口,因此使用时需要驱动程序。不过当今流行的操作系统对NAND Flash都有支持,如风河（拥有VxWorks系统）、微软（拥有WinCE系统）等公司都采用了TrueFFS驱动,此外,Linux内核也提供了对NAND Flash的支持。

2 大容量存储器TC58DCG02A1FT00

2．1 引脚排列和功能

TC58DVG02A 1FT00是Toshiba公司生产的1Gbit(128M×8Bit)CMOS NAND E2PROM,它的工作电压为3.3V,内部存储结构为528 bytes×32pages×8192blocks。而大小为528字节,块大小为（16k+512）字节。其管脚排列如图1所示。各主要引脚如下：



I/O1~I/O8：8个I/O口;

CE：片选信号,低电平有效;

WE：写使能信号,低电平有效;

RE：读使能信号,低电平有效;

CLE：命令使能信号;

ALE：地址使能信号;

WP：写保护信号,低电平有效;

RY/BY：高电平时为READY信号,低电平时为BUSY信号。

2．2 与ARM处理器的连接

当前嵌入式领域的主流处理器当属ARM。图2是以ARM7处理器为例给出的NAND Flash与ARM处理器的一般连接方法。如前所述,与NOR Flash不同,NAND Flash需要驱动程序才能正常工作。

图中PB4,PB5,PB6是ARM处理器的GPIO口,可用来控制NAND Flash的片选信号。CS1是处理器的片选信号,低电平有效。IORD、IOWR分别是处理器的读、写信号,低电平有效。写保护信号在本电路中没有连接。

2．3 具体操作

地址输入,命令输入以及数据的输入输出,都是通过NAND Flash的CLE、ALE、CE、WE、RE引脚控制的。具体方式如表1所列。

表1 逻辑表

CLE ALE CE WE RE
命令输入 1 0 0 时钟上升沿 1
数据输入 0 0 0 时钟上升沿 1
地址输入 0 1 0 时钟上升沿 1
串行数据输出 0 0 0 1 时钟下降沿
待机状态 X X 1 X X

NAND Flash芯片的各种工作模式,如读、复位、编程等,都是通过命令字来进行 控制的。部分命令如表2所列。