Nand flash 芯片工作原理

Nand flash 芯片型號為 Samsung K9F1208U0B，數據存儲容量為 64MB，采用塊頁式存儲管理。8 個 I/O

引腳充當數據、地址、命令的復用端口。

 

芯片內部存儲布局及存儲操作特點

一片 Nand flash 為一個設備(device), 其數據存儲分層為： 1 設備(Device) = 4096 塊(Blocks)

1 塊(Block) = 32 頁/行(Pages/rows)  ;頁與行是相同的意思,叫法不一樣

1 塊(Page) = 528 字節(Bytes) = 數據塊大小(512Bytes) + OOB 塊大小(16Bytes)

在每一頁中，最后 16 個字節（又稱 OOB）用於 Nand Flash 命令執行完后設置狀態用，剩余 512 個字節又 分為前半部分和后半部分。可以通過 Nand Flash 命令 00h/01h/50h 分別對前半部、后半部、OOB 進行定位通過 Nand Flash 內置的指針指向各自的首地址。

 

存儲操作特點：

1. 擦除操作的最小單位是塊。

2. Nand Flash 芯片每一位(bit)只能從 1 變為 0，而不能從 0 變為 1，所以在對其進行寫入操作之前要一定將相應

塊擦除(擦除即是將相應塊得位全部變為 1).

3. OOB 部分的第六字節(即 517 字節)標志是否是壞塊，如果不是壞塊該值為 FF，否則為壞塊。

4. 除 OOB 第六字節外，通常至少把 OOB 的前 3 個字節存放 Nand Flash 硬件 ECC 碼(關於硬件 ECC 碼請參看 Nandflash 控制器一節).

 

重要芯片引腳功能

I/O0­I/O7：復用引腳。可以通過它向 nand flash 芯片輸入數據、地址、nand flash 命令以及輸出數據和操作

狀態信息。

CLE(Command Latch Enable): 命令鎖存允許

ALE(Address Lactch Enable): 地址鎖存允許

­CE: 芯片選擇

­RE: 讀允許

­WE: 寫允許

­WP: 在寫或擦除期間，提供寫保護

R/­B: 讀/忙輸出

 

尋址方式

Samsung K9F1208U0B Nand Flash 片內尋址采用 26 位地址形式。從第 0 位開始分四次通過 I/O0－I/O7 進行

傳送，並進行片內尋址。具體含義如下：

0－7 位：字節在上半部、下半部及 OOB 內的偏移地址

8 位：值為 0 代表對一頁內前 256 個字節進行尋址

值為 1 代表對一頁內后 256 個字節進行尋址 9－13 位：對頁進行尋址

 

14－25 位：對塊進行尋址 當傳送地址時,從位 0 開始

 

 Nand flash 主要內設命令詳細介紹

Nand Flash 命令執行是通過將命令字送到 Nand Flash 控制器的命令寄存器來執行。

Nand Flash 的命令是分周期執行的，每條命令都有一個或多個執行周期，每個執行周期都有相映代碼表示該周

期將要執行的動作。

主要命令有：Read 1、Read 2、Read ID、Reset、Page Program、Block Erase、Read Status。

詳細介紹如下：

1. Read 1：

功能：表示將要讀取 Nand flash 存儲空間中一個頁的前半部分，並且將內置指針定位到前半部分的第一個字節。

命令代碼：00h

1. Read 2：

功能：表示將要讀取 Nand flash 存儲空間中一個頁的后半部分，並且將內置指針定位到后半部分的第一個字節。

命令代碼：01h

1. Read ID：

功能：讀取 Nand flash 芯片的 ID 號 命令代碼：90h

1. Reset： 功能：重啟芯片。 命令代碼：FFh
   1. Page Program：

功能：對頁進行編程命令, 用於寫操作。

命令代碼：首先寫入 00h(A 區)/01h(B 區)/05h(C 區), 表示寫入那個區; 再寫入 80h 開始編程模式(寫入模式)，接

下來寫入地址和數據; 最后寫入 10h 表示編程結束.

1. Block Erase

功能：塊擦除命令。

命令代碼：首先寫入 60h 進入擦寫模式，然后輸入塊地址; 接下來寫入 D0h, 表示擦寫結束.

1. Read Status 功能：讀取內部狀態寄存器值命令。 命令代碼：70h