如何选择嵌入式产品中的存储器类型 ?

 2022-07-20 10:02:22    6005

Flash存储器是一种非易失性内存,其作为数据、系统存储的关键介质,在嵌入式系统中扮演着重要角色。常见的Flash有NAND Flash 、Nor Flash、eMMC等,本文将简单介绍不同Flash的区别及应用场景。


  1. NAND Flash

    按照接口区分,NAND Flash分为串行和并行两种,串行就是每次传输1 bit,并行就是每次传输多位。下图的并行Flash采用8bit的数据位宽,并配合RE/WE等读写信号进行数据的读写。串行Flash管脚较少,多采用SPI或者QSPI接口进行通信。一般来讲,并行Flash的容量要高于串行Flash。

    按照颗粒密度区分,并行NAND Flash可以分为SLC、MLC、TLC、QLC等,其中SLC、MLC颗粒较为常用。

    第一代SLC(Single-Level Cell)每单元可存储1比特数据(1bit/cell),性能好、寿命长,可经受10万次编程/擦写循环,但容量低、成本高,市场上用的比较少;

    第二代MLC(Multi-Level Cell)每单元可存储2比特数据(2bits/cell),性能、寿命、容量、成各方面比较均衡,可经受1万次编程/擦写循环,目前主流的核心板厂商大都配置该类型的存储;

    第三代TLC(Trinary-Level Cell)每单元可存储3比特数据(3bits/cell),性能、寿命变差,只能经受3千次编程/擦写循环,但是容量可以做得更大,成本也可以更低,大多数固态硬盘的选择;

    第四代QLC(Quad-Level Cell)每单元可存储4比特数据(4bits/cell),性能、寿命进一步变差,只能经受1000次编程/擦写循环,但是容量更容易提升,成本也继续降低。
    FIFO存储器
    2.Nor Flash

    NOR Flash是一种非易失闪存技术,是Intel在1988年创建。是市场上两种主要的非易失闪存技术之一。按照接口区分, Nor Flash也可以分为并行和串行两种。由于并行Nor Flash易存在兼容性问题,现已逐渐淘汰,目前常用的Nor Flash通常指串行Flash,即SPI Flash,其接口定义和图3一致。

    与NAND Flash相比,Nor Flash容量较低,且读写速度和擦写速度较慢。不同于NAND Flash的是,NOR Flash支持Execute ON Chip,程序可以直接在Flash片内执行,因此很适合作为嵌入式系统中的程序启动介质

    eMMC

    eMMC 本质上还是Nand flash ,数据接口支持1bit、4bit和8bit三种。eMMC=Nand flash +闪存控制芯片+标准接口封装,其内部集成的闪存控制器具有读写协议、擦写均衡、坏块管理、ECC校验、电源管理、时钟管理、数据存取等功能,极大降低了Nand-flash的使用难度。

    一般来讲,当主控制所需搭配的存储容量较低时(如256M、512M),通常选择Nand flash。当主控制所需搭配的存储容量较高时(如4GB、8GB甚至32GB),选择eMMC将更具性价比。

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