嵌入式開發之NorFlash 和NandFlash
Author:tiger-john
Time:2013-07-11(重新修改)
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Blog:http://blog.csdn.net/tigerjb/article/details/9322035
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[摘要]：作爲一個嵌入式工程師，要對NorFlash 和NandFlash要有最起碼的認知。本文通過從啓動方式、讀寫方式、容量成本、可靠性、壽命以及是使用型上進行了全面的分析和對比。任何事物都兩面性，因此其本身沒有好壞之分，重要的是我們如何使用使其達到性能上的最佳，最後敘述瞭如何在NorFlash 和NandFlash上進行抉擇。
前言：
目前，各類DDR,SDRAM或者RDRAM都屬於 都屬於揮發性內存，只要停止電流供應內存中的數據便無法保持。Flash是一種非易失性（ Non-Volatile ）內存，在沒有電流供應的條件下也能夠長久地保持數據，其存儲特性相當於硬盤，這項特性正是閃存得以成爲各類便攜型數字設備的存儲介質的基礎。
1. NorFlash和NandFlash啓動方式
（1）NorFlash有自己的數據和地址總線，因此可採用類似RAM的隨機訪問。NorFlash的特點是芯片內執行（XIP: eXecute In Place），這樣應用程序應用程序可以直接在flash閃存內運行，不必再把代碼讀到系統RAM中。如果uboot中的ro段就可以直接在NorFlash上運行，只需要把rw段和zi段拷貝到RAM中運行即可。
（2）Nand Flash器件使用複雜的I/O口來串行的存取數據，8個引腳用來傳送控制，地址和數據信息。由於時序較爲複雜，所以一般CPU最好集成NAND控制器。另外由於NandFlash沒有掛接在地址總線上，所以如果想用NandFlash作爲系統的啓動盤，就需要CPU具備特殊的功能。如s3c2410具有一個stepping stone。
Note:
1>S3C2410之所以可以將loader代碼燒在NAND上從而boot,是由於s3c2410有一個內置的SRAM,叫做stepping stone.當加電後，可以自動將NAND的起始4K的內容拷貝到SRAM裏，然後在RAM裏執行，將NAND裏的代碼拷貝至SDRAM。也就是我們就可以講一個小於4K的loader燒至NAND Flash上就可以了。
2> NorFlash 隨機存儲介質，適合做代碼存儲並EIP，讀取速度快。
NandFlash 連續型存儲介質，適合用來做大量數據存儲的。
2. NorFlash與NandFlash型讀寫的基本單位不同
NandFlash和NorFlash的共性首先表現在向芯片中寫數據必須先將芯片中對應的內容清空，然後再寫入，也就是通常說的“先檫後寫”。只不過NorFlash只用檫寫一個字，而NandFlash需要擦寫整個塊
（1）應用程序對NorFlash操作以“字”爲基本單位。爲了方便對大容量NOR閃存的管理，通常將NOR閃存分成大小爲128KB或者64KB的邏輯塊，有時候塊內還分成扇區。讀寫時需要同時邏輯塊號和塊內偏移。
（2）應用程序對NandFlash操作是以“塊”爲基本單位。NandFlash的塊比較小，一般是8KB，然後每塊又分成頁，頁的大小一般是512字節。要修改NandFlash中一個字節，必須重寫整個數據塊。
So:
1>NorFlash 可以對字進行操作，在處理小數據量的I/O操作的時候速度要比NandFlash快。
2>NandFlash只能對一個固定大小的區域進行清零操作。
3>NAND器件執行擦除操作是十分簡單的，而NOR則要求在進行擦除前先要將目標塊內所有的位都寫爲1。擦除NOR器件時是以64～128KB的塊進行的，執行一個擦除/寫入操作的時間約爲5s。擦除NAND器件是以8～32KB的塊進行的，執行一個擦除/寫入操作最多只需要4ms(此處是大數據情況下)。
3.NorFlash和NandFlash容量與成本對比
（1）NorFlash的容量相對要小，且成本較高。
（2）NandFlash的容量比較大，目前最大容量已經達到8G字節。爲了方便管理，NandFlash的存儲空間使用了塊和頁兩級存儲體。由於對NandFlash的操作都是以塊和頁爲單位的，所以在向NandFlash進行大量數據讀寫時，NandFlash的速度要快於NorFlash閃存。並且NandFlash成本較低。
4.NorFlash和NandFlash可靠性對比
（1）NorFlash的可靠性要高於NandFlash，這主要是因爲）NorFlash的接口簡單，數據操作少，因此可靠性高，極少出現塊區塊，因而一般用在對可靠性要求高的地方。
（2）NandFlash接口和操作均相對複雜，位交換操作也很多，關鍵性數據更是需安錯誤探測/錯誤更正算法來確保數據的完整性，因此出現問題的機率要大的多，壞區塊也是不可避免的，而且由於壞區塊是隨機分佈的，連糾錯也無法做到。
因此：建議在使用NandFlash時，要採用EDC/ECC等校驗算法。
5. NorFlash和NandFlash壽命對比
Flash檫寫的次數都是有限的，當Flash的使用接近使用壽命的時候，經常會出現些操作失敗；到達使用壽命時，Flash內部存放的數據雖然可以讀，但是不能再進行寫操作，所以爲了防止上面問題的發生，不能對某個特定的區域反覆進行寫操作。
通常NandFlash的可檫寫次數高於NorFlash，但是由於NandFlash通常是整塊檫寫，塊內的頁面中如果有一位失效整個快就會失效，而且由於檫寫過程複雜，失敗的概率相對較高，所以從整體上來說NorFlash的壽命較長。
Note:
在NandFlash中每個塊的最大擦寫次數是一百萬次，而NorFlash的擦寫次數是十萬次。Flash的使用壽命同時和文件系統的機制也有關，要求文件系統具有損耗平衡功能。
6.使用上差異
在使用性上體現出的差異也是與NOR和NAND自身的架構設計分不開的。
（1）接口方面：NOR的設計有明顯的傳統閃存的特徵，因此實際應用起來相對於NAND全新的複雜I/O設計要容易的多。而且，在使用NAND閃存時，必須先寫入驅動程序，才能繼續執行其他操作
（2）NAND在使用中還存在者壞塊管理的問題，在NAND閃存中，由於壞塊是隨機分佈的，因此需要進行掃描並將壞塊打上標記。壞塊的存在使得向NAND閃存寫入信息需要相當的技巧，因爲絕不能向壞塊寫入，這意味着在NAND閃存上自始自終都必須進行虛擬映射。
（3）在NOR閃存上運行代碼不需要任何的軟件支持，在NAND閃存上進行同樣操作時，通常需要驅動程序，也就是內存技術驅動程序（MTD）, NAND和NOR閃存在進行寫入和檫除操作時都需要MTD。
（4）使用NOR閃存時所需要的MTD要相對少一些，許多廠商都提供用於NOR閃存的更高及軟件，這其中包括M-System的TrueFFS驅動。
7.如何抉擇：
（1）一般的原則是：在大容量的多媒體應用用選用NandFlash，而在數據/程序存儲應用中選用NorFlash。
（2）我們一般用NorFlash存儲程序，用NandFlash存儲數據，使兩種閃存的優勢互補。
舉例：
採用支持XIP技術的NOR閃存能夠直接運行OS，速度很快，既簡化了設計，又降低了成本，所以許多手機都採用NOR＋RAM的設計。NOR閃存的不足之處是存儲密度較低，所以也有采用NAND＋RAM的設計。對於這兩種方案，很難說哪一種更好，因爲我們不能離開具體的產品而從某一個方面單純地去評價。追求小巧優雅的手機將需要NOR閃存支持；追求大存儲容量的手機則將更多地選擇NAND閃存；而同時追求功能和速度的手機則會採用NOR＋NAND＋RAM的設計，這種取長補短的設計能夠發揮NOR和NAND各自的優勢。
（4）除了速度、存儲密度的因素，在選擇閃存芯片時，還需要考慮接口設計、即插即用設計和驅動程序等諸多問題，因爲兩種類型的閃存在上述幾個方面也有很多的不同。比如在驅動程序方面，NorFlash運行代碼不需要任何的軟件支持，而在NandFlash上進行同樣操作時就需要存儲技術驅動程序(MTD)的支持。雖然NAND和NOR器件在進行寫入和擦除操作時都需要MTD, 但對於NAND來說驅動程序的開發難度更大，因爲NAND閃存的糾錯和壞塊處理功能都需要通過驅動程序來實現
8補充知識點 SPI Flash
SPI Flash即serial peripheral interface串行外圍設備接口是一種常見的時鐘同步串行通信接口,是NorFlash的一種。
NorFlash根據數據傳輸的位數可以分爲並行（Parallel）NorFlash和串行（SPI）NorFlash(即SPI Flash)。
SPI NorFlash每次傳輸一個bit位的數據，parallel NorFlash每次傳輸多個bit位的數據（有x8和x16bit兩種）；SPI Flash便宜，接口簡單點，但速度慢。