stm32小车教程领域用户:SD NAND测试

2022-12-15 16:49:30 雷龙发展

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不知道上面这种sd nand大家是否用过,最近也是用了雷龙的sd nand,我发现sd nand对于其他的存储产品有好很多的优点。

我们把存储产品大概分为E2PROM,NOR,NAND 3类,他们框架如下:(下图来自雷龙公司博客)

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一,E2PROM


容量非常小,目前存在于一些MCU内部,遥控器,电风扇等小家电里。用来存储一些基础信息。用户基本不关心这个。因此这里不做详细描述。


二,NOR Flash


目前应用领域最广泛的一种存储芯片了.基本上主流的电子产品里都有使用。甚至我们手机摄像头内部,屏幕驱动电路板上都会用到。主要用来存储代码和一些比较小的数据文件。主流是SPI

NOR接口; 主流容量:1Mbit~128Mbit; 封装:SOP-8居多,也有更小的;尺寸也都比较小。 NOR

Flash架构决定了它的容量不能做大,而且读取速度比较慢。好处在于比较简单易用。甚至可以直接用地址访问到数据,不需要建立文件系统。


三,NAND Flash


目前最热门的存储芯片了。因为我们生活中经常使用的电子产品都会涉及到它。比如你买手机,肯定会考虑64GB,还是256GB?买笔记本是买256GB,还是512GB容量的硬盘呢?(目前电脑大部分采用了基于NAND

Flash产品的固态硬盘)。


通过本人的使用,以及查阅大量存储资料,简单的硬件传输速度测试,我们可以得出cs sd nand的

优点如下:

内部材质

NAND FLASH从材质上可以分为SLC/MLC/TLC/QLC,本质区别就是在最小的存储单元内能存放多少bit的信息。SLC(2bit)/MLC(4bit)/ TLC(8bit)/ QLC(16bit). 这样晶圆的存储密度会翻倍。这4种晶圆的特点如下:

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生产工艺

目前生产工艺以及升级为3D,带来的最大好处就是存储密度N倍的增长。最近几年手机,笔记本的主流容量都在变大跟产业使用了3D工艺有直接关系。


使用特点/管理机制

NAND Flash产品本身存在一定的特性,要正常使用,必须配备对应的管理机制。主要有:


1,NAND Flash存在位翻转和位偏移。本来存储的是0101的数据,有一定概率会变成1010。这个时候就需要配备EDC/ECC机制;


2,NAND Flash出厂时会有坏块(不用惊讶,原厂出厂的时候都会标识出来,而且比例是很低),在使用当中也可能产生坏块。因此需要配备 动态和静态坏块管理机制;


3,NAND Flash有写入寿命的限制。每个块都有擦写寿命。因此需要配备 平均读写机制。让整体的块能够均衡的被使用到;


4,NAND Flash是先擦后写,集中擦写的强电流会对周边块有影响等。需要配备 垃圾回收,均衡电荷散射机制等。


CS创世 SD NAND把这些算法都集成到内部了。示意图如下

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产品方面

芯片类产品有SD NAND,eMMC, SPI NAND. 他们共同特点是内部都带了针对NAND Flash的管理机制。相对来说可以减轻CPU的负荷。但SPI NAND除外,它内部只带了部分管理算法,因此还是需要写驱动。 模组类产品主流的有TF/SD卡,SSD,U盘等。

几个常用产品做一个简单的对比:


SD NAND,贴片式TF卡,贴片式SD卡


对比

NOR 与 NAND对比


1.NOR Flash支持随机访问,所以支持XIP(execute In Place),NAND Flash需要按块进行读取,所以不支持XIP 。


2.NAND FLASH理论读取速度与NOR Flash相近,实际情况会根据接口不同有些差异。


3.NOR 与 NAND 写入前都需要先擦除,NOR在擦除时以64~128KB的块进行,执行一个写入/擦除操作的时间约5s,NAND在擦除时以8~32KB的块进行,执行一个写入/擦除操作的时间约4ms。


4.NAND 理论最大擦除次数比NOR多。


5.NOR 驱动比NAND简单,NAND FLASH需要通过专门的NFI(NAND FLASH Interface)与Host端进行通信,驱动相对复杂。


6.所有Flash 都会有位反转的问题,NAND 位反转概率要比NOR高,NAND Flash 必须要使用ECC。


7.NAND的单元尺寸几乎是NOR器件的一半,所以NAND成本更低。

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NOR 与 NAND 各有特点,应用场景与应用难度也不同,SD NAND 在保留了NAND架构优质特性的同时改进了不足之处,内置的控制器能自行管理NAND Flash,用户无需在外部处理ECC和进行坏块管理,免去了MTD层,用户不需要写繁琐的驱动代码。这些特性也使得NOR用户升级NAND 成为可能。


架构对比完我们再来看一下产品对比:


CS品牌SD NAND与SPI NAND的对比

一, 相同点:

内部材质

主流基本都使用的是SLC NAND Flash晶圆,擦写寿命5~10W次


封装大小

主流尺寸都是6*8mm,8pin脚

二, 不同点:

接口不同

SD NAND正常接CPU的SDIO使用,有些平台也支持SD NAND接SPI接口(但读写速度可能会变慢); SPI NAND接SPI接口, 接SDIO则无法正常使用。


驱动程序

基本上主流CPU平台都自带SDIO的驱动,因此SD NAND不需要用户额外写驱动;另外SD NAND内置了针对NAND Flash的EDC/ECC,坏块管理,平均读写,垃圾回收等算法。针对NAND Flash的管理完全做好了;而SPI NAND主要是做协议的转换,从并口转为SPI接口,有部分厂商产品内置了EDC/ECC算法,但其他管理机制未包含在内。从而导致了用户在使用SPI NAND时还是要写驱动程序。


读写速度

由于接口和协议的差异,两者的速度差异比较大。SD NAND走的是4-bit传输带宽,读写速度相比SPI NAND要快很多,最高写入速度可以达到Class 10级别;而SPI NAND 主流还是1-bit传输模式,读写速度要慢很多。


稳定度

SD NAND由于内置了全套管理算法,在稳定度方面会好很多。特别是针对掉电保护这块。例如CS品牌的SD NAND二代通过了客户10K次的随机掉电测试。而SPI NAND跟Raw NAND 都“继承”了NAND Flash先擦后写机制带来的弊端,在写入数据的时候突然掉电很容易丢失数据。


整体来看SD NAND是一个集成了完整NAND Flash算法的Total Solution,而SPI NAND主要是完成协议的转换,内置的算法并不完整。


cs品牌sd nand总结

第一,兼容性强。基本上客户主控能用TF卡和SD卡,就能够使用SD NAND。如果换了新的主控,只要新主控有SD接口,基本上就能使用SD NAND Flash。


第二,尺寸小,焊接稳定。是WSON-8的封装,6x8mm的尺寸。PIN少,尺寸小,既能节约PCB板的面积,降低成本,还能让最终产品做的更小。


第三,容量合适。目前量产容量有128MB、512MB,后期会推出1GB和4GB容量的SD NAND。客户可以根据自己的实际需求选择合适的容量,降低成本。


第四,简单易用。SD NAND内置坏块管理,平均读写,动态和静态的EDC/ECC算法等等,除了让产品的质量更稳定,更好的延长寿命,更能减少CPU的负荷。让后续针对NAND Flash的操作,都可以交给SD NAND,CPU可以不用再管了。领导再也不用担心我的NAND Flash驱动了。


第五,使用寿命长,性能稳定。SLC NAND 是NAND Flash中使用寿命最长,性能最稳定的类型了。可达10W的擦写寿命,让SD NAND十分的耐操。


可以看出CS品牌SD NAND除了是贴片式T卡,贴片式TF卡,贴片式SD卡,贴片式内存卡,贴片式闪存卡,贴片式卡,贴片式U盘,贴片式UDP以外,更可以说是一款最小尺寸的TF卡、最小尺寸的NAND Flash产品、最简单易用的NAND Flash产品、不用写驱动的NAND Flash产品、寿命最长的NAND Flash产品、最稳定的NAND Flash产品。


综上所述,非常推荐cs品牌sd nand。

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【本文转载自CSDN,作者:wzyannn


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  SD NAND,贴片式TF卡,贴片式SD卡



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