突然在網(wǎng)上看到別人兩年前寫的一篇關(guān)于nor和nand的好文章，做為csdn的合法公民，有必要轉(zhuǎn)

?一、存儲數(shù)據(jù)的原理

　　兩種閃存都是用三端器件作為存儲單元，分別為源極、漏極和柵極，與場效應(yīng)管的工作原理相同，主要是利用電場的效應(yīng)來控制源極與漏極之間的通斷，柵極的電流消耗極小，不同的是場效應(yīng)管為單柵極結(jié)構(gòu)，而FLASH為雙柵極結(jié)構(gòu)，在柵極與硅襯底之間增加了一個浮置柵極。

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　　浮置柵極是由氮化物夾在兩層二氧化硅材料之間構(gòu)成的，中間的氮化物就是可以存儲電荷的電荷勢阱。上下兩層氧化物的厚度大于50埃，以避免發(fā)生擊穿。

　　二、浮柵的重放電

　　向數(shù)據(jù)單元內(nèi)寫入數(shù)據(jù)的過程就是向電荷勢阱注入電荷的過程，寫入數(shù)據(jù)有兩種技術(shù)，熱電子注入(hot electron injection)和F-N隧道效應(yīng)(Fowler Nordheim tunneling)，前一種是通過源極給浮柵充電，后一種是通過硅基層給浮柵充電。NOR型FLASH通過熱電子注入方式給浮柵充電，而NAND則通過F-N隧道效應(yīng)給浮柵充電。

　　在寫入新數(shù)據(jù)之前，必須先將原來的數(shù)據(jù)擦除，這點跟硬盤不同，也就是將浮柵的電荷放掉，兩種FLASH都是通過F-N隧道效應(yīng)放電。

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??????????????????????????????????????????? NAND flash的寫入和擦除

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???????????????????????????????????????????????NOR flash的寫入和擦除

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三、0和1

　　這方面兩種FLASH一樣，向浮柵中注入電荷表示寫入了'0'，沒有注入電荷表示'1'，所以對FLASH清除數(shù)據(jù)是寫1的，這與硬盤正好相反；

　　對于浮柵中有電荷的單元來說，由于浮柵的感應(yīng)作用，在源極和漏極之間將形成帶正電的空間電荷區(qū)，這時無論控制極上有沒有施加偏置電壓，晶體管都將處于導(dǎo)通狀態(tài)。而對于浮柵中沒有電荷的晶體管來說只有當控制極上施加有適當?shù)钠秒妷?#xff0c;在硅基層上感應(yīng)出電荷，源極和漏極才能導(dǎo)通，也就是說在沒有給控制極施加偏置電壓時，晶體管是截止的。

　　如果晶體管的源極接地而漏極接位線，在無偏置電壓的情況下，檢測晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)就可以獲得存儲單元中的數(shù)據(jù)，如果位線上的電平為低，說明晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，讀取的數(shù)據(jù)為0，如果位線上為高電平，則說明晶體管處于截止狀態(tài)，讀取的數(shù)據(jù)為1。由于控制柵極在讀取數(shù)據(jù)的過程中施加的電壓較小或根本不施加電壓，不足以改變浮置柵極中原有的電荷量，所以讀取操作不會改變FLASH中原有的數(shù)據(jù)。

　　四、連接和編址方式

　　兩種FLASH具有相同的存儲單元，工作原理也一樣，為了縮短存取時間并不是對每個單元進行單獨的存取操作，而是對一定數(shù)量的存取單元進行集體操作，NAND型FLASH各存儲單元之間是串聯(lián)的，而NOR型FLASH各單元之間是并聯(lián)的；為了對全部的存儲單元有效管理，必須對存儲單元進行統(tǒng)一編址。

　　NAND的全部存儲單元分為若干個塊，每個塊又分為若干個頁，每個頁是512byte，就是512個8位數(shù)，就是說每個頁有512條位線，每條位線下有8個存儲單元；那么每頁存儲的數(shù)據(jù)正好跟硬盤的一個扇區(qū)存儲的數(shù)據(jù)相同，這是設(shè)計時為了方便與磁盤進行數(shù)據(jù)交換而特意安排的，那么塊就類似硬盤的簇；容量不同，塊的數(shù)量不同，組成塊的頁的數(shù)量也不同。在讀取數(shù)據(jù)時，當字線和位線鎖定某個晶體管時，該晶體管的控制極不加偏置電壓，其它的7個都加上偏置電壓而導(dǎo)通，如果這個晶體管的浮柵中有電荷就會導(dǎo)通使位線為低電平，讀出的數(shù)就是0，反之就是1。

　　NOR的每個存儲單元以并聯(lián)的方式連接到位線，方便對每一位進行隨機存取；具有專用的地址線，可以實現(xiàn)一次性的直接尋址；縮短了FLASH對處理器指令的執(zhí)行時間。

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五、性能
　　1、速度
　　在寫數(shù)據(jù)和擦除數(shù)據(jù)時，NAND由于支持整塊擦寫操作，所以速度比NOR要快得多，兩者相差近千倍；讀取時，由于NAND要先向芯片發(fā)送地址信息進行尋址才能開始讀寫數(shù)據(jù)，而它的地址信息包括塊號、塊內(nèi)頁號和頁內(nèi)字節(jié)號等部分，要順序選擇才能定位到要操作的字節(jié)；這樣每進行一次數(shù)據(jù)訪問需要經(jīng)過三次尋址，至少要三個時鐘周期；而NOR型FLASH的操作則是以字或字節(jié)為單位進行的，直接讀取，所以讀取數(shù)據(jù)時，NOR有明顯優(yōu)勢。
　　2、容量和成本
　　NOR型FLASH的每個存儲單元與位線相連，增加了芯片內(nèi)位線的數(shù)量，不利于存儲密度的提高。所以在面積和工藝相同的情況下，NAND型FLASH的容量比NOR要大得多，生產(chǎn)成本更低，也更容易生產(chǎn)大容量的芯片。
　　3、易用性
　　NAND　FLASH的I/O端口采用復(fù)用的數(shù)據(jù)線和地址線，必須先通過寄存器串行地進行數(shù)據(jù)存取，各個產(chǎn)品或廠商對信號的定義不同，增加了應(yīng)用的難度；NOR FLASH有專用的地址引腳來尋址，較容易與其它芯片進行連接，另外還支持本地執(zhí)行，應(yīng)用程序可以直接在FLASH內(nèi)部運行，可以簡化產(chǎn)品設(shè)計。
　　4、可靠性
　　NAND FLASH相鄰單元之間較易發(fā)生位翻轉(zhuǎn)而導(dǎo)致壞塊出現(xiàn)，而且是隨機分布的，如果想在生產(chǎn)過程中消除壞塊會導(dǎo)致成品率太低、性價比很差，所以在出廠前要在高溫、高壓條件下檢測生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的壞塊，寫入壞塊標記，防止使用時向壞塊寫入數(shù)據(jù)；但在使用過程中還難免產(chǎn)生新的壞塊，所以在使用的時候要配合EDC/ECC(錯誤探測/錯誤更正)和BBM(壞塊管理)等軟件措施來保障數(shù)據(jù)的可靠性。壞塊管理軟件能夠發(fā)現(xiàn)并更換一個讀寫失敗的區(qū)塊，將數(shù)據(jù)復(fù)制到一個有效的區(qū)塊。
　　5、耐久性
　　FLASH由于寫入和擦除數(shù)據(jù)時會導(dǎo)致介質(zhì)的氧化降解，導(dǎo)致芯片老化，在這個方面NOR尤甚，所以并不適合頻繁地擦寫，NAND的擦寫次數(shù)是100萬次，而NOR只有10萬次。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的外行看Flash的存储原理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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