nand flash基礎——基本結構

Array 

在String中,cell是串行方式連接的,一般32或64個一組,兩端分別通過MSL連接到source line,MDL連接到bit line,並分別由晶體管控制開斷。每個string和相鄰的string(圖中是上下方向)共用bit line。control gate是通過wordlines連接在一起。

Page是一個邏輯上的概念,page是由同一根wordline上的cell組成的。一根wordline上的page個數是由cell存儲bit的能力決定的。SLC memory 單個cell可以存儲1bit信息,MLC則可以存儲2bit,TLC是3bit,QLC則是4bit。按照圖中示意,bitline 分爲even/odd兩組,相應的cell也分爲了兩組,這兩組分別屬於兩個page。

根據以上定義,則一個SLC的設備,一根wordline可以分爲兩個page,假設總共有65536個cell,則每個page的大小爲4KB。

而MLC單個cell可以存儲2bit的信息,則從邏輯上又可以進一步細分爲兩個page,一個是lower page,即由LSB(least significant bit)組成,一個是upper page,由MSL(most significant)組成。這樣一個MLC的設備,一根wordline就分爲了四個page。類似的,TLC單個cell可以存儲3bit的信息,則有lower/middle/upper page。

對於擦除操作,同一組wordline上的所有string是一起進行的,它們組成了一個block。如上圖,有兩組wordline,WL0[63:0]和WL1[63:0],對應的分別是block0,block1。

 

Floorplan

Nand Flash 芯片主要由array構成,同時需要外圍電路來實現寫讀擦除功能。

Array一般分爲若干個Plane,每個Plane都有獨立的sense amplifier和cache,所以可以同時進行操作。wordline沿水平方向,bitline沿垂直方向,所有的bitline都連接到了sense amplifier上。Row Decoder在兩個Plane之間。Row Decoder負責給被選中的string對應的各個wordline上加上合適的偏置。sense amplifier則將電流信號轉換爲數字量。

外圍電路包括charge pumps(電荷泵),voltage regulators(電壓調節器),及邏輯電路等。

PAD連接到芯片外部。

參考 

Inside NAND Flash Memories
 

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