Flash基本特性

一、存儲器類型

• RAM(Random Access Memory)隨機存取存儲器,可直接對字節地址進行隨機讀寫，訪問速度快，掉電丟失。用於存儲運行數據或代碼。
• ROM(Read-Only Memory)只讀存儲器，讀取時比較方便，不能或不方便進行寫入操作，但掉電不丟失。一般存儲不常變動的文件或數據。可以在芯片製造時直接固化只讀數據，後期是完全不能修改的，現在很少有這樣的存儲器了。
• PROM(Programmable ROM)單次可編程只讀存儲器，一般使用熔絲或擊穿方式實現，編程有時也叫燒錄，就是源於燒斷熔絲這個編碼過程。
• EPROM(Erasable Programmable ROM)可擦除可編程只讀存儲器，可利用高電壓將資料編程寫入，抹除時將線路曝光於紫外線下，則資料可被清空，並且可重複使用。通常在封裝外殼上會預留一個石英透明窗以方便曝光。
  
• EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)電子式可抹除可編程只讀存儲器有時也寫作E2PROM，原理類似EPROM，但是抹除的方式是使用高電場來完成，因此不需要透明窗。EPROM 和 E2PROM一般都可按字節進行讀寫，但寫入速度很慢，製造成本高，容量一般很小。
• FLASH(Flash memory)快閃存儲器，也是一種半導體集成電路實現的非易失性存儲器。flash每個位通過“控制閘”與“浮動閘”狀態來記錄0或1，再利用高電場改變浮動閘的臨限電壓來進行編程動作。flash在讀寫熟讀和容量上要遠遠高於E2PROM，價格也便宜的多，是嵌入式系統中非常重要的存儲設備。

二、FLASH 基本存儲單元

FLASH存儲數據基本的元件爲浮柵場效應管。存儲時，信息存放在浮置柵極中，浮置柵極有無電荷或電荷量來表明當前存儲的數據，如下圖：


寫入數據：

• NorFlash：熱電子注入效應（高壓溝道雪崩擊穿注入電子流）
• NandFlash：F-N隧道效應（P/N結半導體導電特性）

讀取時控制柵極的控制電壓不會過大影響浮置柵極的電荷，因此可以依據有無電荷讀取存儲的數據，當浮置柵極有電荷時，源極和漏極可以導通，讀取到的bit是0；擦除後浮置柵極無電荷，源極和漏極不能導通，讀取的bit是1（控制柵極的電平）；

讀取數據：
NorFlash一次最小可以讀取1bit數據，NandFlash一次最小可以讀取1byte數據；

擦除數據：
NorFlash和NandFlash都是通過F-N隧道效應擦除數據（消耗浮置柵極的電荷）

三、FLASH 類型

NOR和NAND是市場上兩種主要的非易失閃存技術。

在1984年，東芝公司的發明人舛岡富士雄首先提出了快速閃存存儲器（此處簡稱閃存）的概念。與傳統電腦內存不同，閃存的特點是NVM，其記錄速度也非常快。

Intel是世界上第一個生產閃存並將其投放市場的公司。1988年，公司推出了一款256K bit閃存芯片。它如同鞋盒一樣大小，並被內嵌於一個錄音機裏。後來，Intel發明的這類閃存被統稱爲NOR閃存。它結合EPROM和EEPROM兩項技術，並擁有一個SRAM接口。

第二種閃存稱爲NAND閃存。它由日立公司於1989年研製，並被認爲是NOR閃存的理想替代者。NAND閃存的寫週期比NOR閃存短90%，它的保存與刪除處理的速度也相對較快。NAND的存儲單元只有NOR的一半，在更小的存儲空間中NAND獲得了更好的性能。鑑於NAND出色的表現，它常常被應用於諸如CompactFlash、SmartMedia、 SD、 MMC、 xD、 and PC cards、USB sticks等存儲卡上。

NAND 閃存的存儲單元採用串行結構，存儲單元的讀寫是以頁和塊爲單位來進行（一頁包含若干字節，若干頁則組成儲存塊， NAND 的存儲塊大小爲 8 到 32KB ），這種結構最大的優點在於容量可以做得很大，超過 512MB 容量的 NAND 產品相當普遍， NAND 閃存的成本較低，有利於大規模普及。

NAND 閃存的缺點在於讀速度較慢，它的 I/O 端口只有 8 個，比 NOR 要少多了。這區區 8 個 I/O 端口只能以信號輪流傳送的方式完成數據的傳送，速度要比 NOR 閃存的並行傳輸模式慢得多。再加上NAND 閃存的邏輯爲電子盤模塊結構，內部不存在專門的存儲控制器，一旦出現數據壞塊將無法修，可靠性較 NOR 閃存要差。