NandFlash系列之一：NorFlash與NandFlash對(duì)比

　　FLASH存儲(chǔ)器又稱閃存，主要有兩種：NorFlash和NandFlash，下面我們從多個(gè)角度來對(duì)比介紹一下。在實(shí)際開發(fā)中，設(shè)計(jì)者可以根據(jù)產(chǎn)品需求來進(jìn)行閃存的合理選擇。

　　1、接口對(duì)比

　　NorFlash帶有通用的SRAM接口，可以輕松地掛接在CPU的地址、數(shù)據(jù)總線上，對(duì)CPU的接口要求低。NorFlash的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP,eXecute In Place)，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。如uboot中的ro段可以直接在NorFlash上運(yùn)行，只需要把rw和zi段拷貝到RAM中運(yùn)行即可。

　　NandFlash器件使用復(fù)雜的I/O口來串行地存取數(shù)據(jù)，8個(gè)引腳用來傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。由于時(shí)序較為復(fù)雜，所以一般CPU最好集成NAND控制器。另外由于NandFlash沒有掛接在地址總線上，所以如果想用NandFlash作為系統(tǒng)的啟動(dòng)盤，就需要CPU具備特殊的功能，如s3c2410在被選擇為NandFlash啟動(dòng)方式時(shí)會(huì)在上電時(shí)自動(dòng)讀取NandFlash的4k數(shù)據(jù)到地址0的SRAM中。如果CPU不具備這種特殊功能，用戶不能直接運(yùn)行NandFlash上的代碼，那可以采取其他方式，比如好多使用NandFlash的開發(fā)板除了使用NandFlash以外，還用上了一塊小的NorFlash來運(yùn)行啟動(dòng)代碼。

　　2、容量和成本對(duì)比

　　相比起NandFlash來說，NorFlash的容量要小，一般在1~16MByte左右，一些新工藝采用了芯片疊加技術(shù)可以把NorFlash的容量做得大一些。在價(jià)格方面，NorFlash相比NandFlash來說較高，如目前市場(chǎng)上一片4Mbyte的AM29lv320 NorFlash零售價(jià)在20元左右，而一片128MByte的k9f1g08 NandFlash零售價(jià)在30元左右。

　　NandFlash生產(chǎn)過程更為簡(jiǎn)單，NAND結(jié)構(gòu)可以在給定的模具尺寸內(nèi)提供更高的容量，這樣也就相應(yīng)地降低了價(jià)格。

　　3、可靠性性對(duì)比

　　NAND器件中的壞塊是隨機(jī)分布的，以前也曾有過消除壞塊的努力，但發(fā)現(xiàn)成品率太低，代價(jià)太高，根本不劃算。NAND器件需要對(duì)介質(zhì)進(jìn)行初始化掃描以發(fā)現(xiàn)壞塊，并將壞塊標(biāo)記為不可用。在已制成的器件中，如果通過可靠的方法不能進(jìn)行這項(xiàng)處理，將導(dǎo)致高故障率。而壞塊問題在NorFlash上是不存在的。

　　在Flash的位翻轉(zhuǎn)（一個(gè)bit位發(fā)生翻轉(zhuǎn)）現(xiàn)象上，NAND的出現(xiàn)幾率要比NorFlash大得多。這個(gè)問題在Flash存儲(chǔ)關(guān)鍵文件時(shí)是致命的，所以在使用NandFlash時(shí)建議同時(shí)使用EDC/ECC等校驗(yàn)算法。

　　4、壽命對(duì)比

　　在NAND閃存中每個(gè)塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬次，而NOR的擦寫次數(shù)是十萬次。閃存的使用壽命同時(shí)和文件系統(tǒng)的機(jī)制也有關(guān)，要求文件系統(tǒng)具有損耗平衡功能。

　　5、升級(jí)對(duì)比

　　NorFlash的升級(jí)較為麻煩，因?yàn)椴煌萘康腘orFlash的地址線需求不一樣，所以在更換不同容量的NorFlash芯片時(shí)不方便。通常我們會(huì)通過在電路板的地址線上做一些跳接電阻來解決這樣的問題，針對(duì)不同容量的NorFlash。

　　而不同容量的NandFlash的接口是固定的，所以升級(jí)簡(jiǎn)單。

　　6、讀寫性能對(duì)比

　　寫操作：任何flash器件的寫入操作都只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行。NAND器件執(zhí)行擦除操作是十分簡(jiǎn)單的，而NOR則要求在進(jìn)行擦除前先要將目標(biāo)塊內(nèi)所有的位都寫為1。擦除NOR器件時(shí)是以64～128KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行一個(gè)擦除/寫入操作的時(shí)間約為5s。擦除NAND器件是以8～32KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行一個(gè)擦除/寫入操作最多只需要4ms。

　　讀操作：NOR的讀速度比NAND稍快一些。

　　7、文件系統(tǒng)比較

　　Linux系統(tǒng)中采用MTD來管理不同類型的Flash芯片，包括NandFlash和NorFlash。支持在Flash上運(yùn)行的常用文件系統(tǒng)有cramfs、jffs、jffs2、yaffs、yaffs2等。cramfs文件系統(tǒng)是只讀文件系統(tǒng)。如果想在Flash上實(shí)現(xiàn)讀寫操作，通常在NorFlash上我們會(huì)選取jffs及jffs2文件系統(tǒng)，在NandFlash上選用yaffs或yaffs2文件系統(tǒng)。Yaffs2文件系統(tǒng)支持大頁（大于512字節(jié)/頁）的NandFlash存儲(chǔ)器。

　　參考文章：《NAND和NORFLASH技術(shù)設(shè)計(jì)師在使用閃存時(shí)需要慎重選擇》M-Systems公司 Arie TAL