可管理NAND：適用于移動設備的嵌入式大容量存儲革新

　　可管理 NAND 的 JEDEC 標準 BGA 封裝具有集成諸如 DRAM 等其它存儲器組件的潛在能力，可以幫助系統(tǒng)設計人員實現(xiàn)高度集成的系統(tǒng)存儲解決方案。 

　　表 1：可管理 NAND 屬性 

　　圖 2：可管理 NAND 封裝細節(jié) 

　　注釋：尺寸單位為毫米。 

　　系統(tǒng)實現(xiàn)方式 

　　如果主機處理器可以與標準 NAND 閃存直接接口，則可實現(xiàn)最低的物料清單 (BOM) 成本。除非處理器具有用于 NAND 所需的內(nèi)置支持，否則 NAND 閃存的操作復雜性可能會令系統(tǒng)設計人員頭痛。 

　　可通過軟件實現(xiàn)相對簡單的 SLC NAND 閃存 ECC 算法，但是更高性能的應用需要硬件支持。將來的 MLC 設備將需要更復雜的 ECC 和數(shù)據(jù)塊管理功能，并且會不斷地將需求附加到處理器支持硬件上。 

　　在選擇 NAND 解決方案時，系統(tǒng)設計人員應考慮開發(fā)資源以及系統(tǒng)性能與應用需求之間是否匹配。開發(fā)團隊是否具有軟件開發(fā)資源，并且具有 NAND 存儲器數(shù)據(jù)塊管理軟件代碼？選擇用于項目的嵌入式處理器是否具有適用于 NAND 設備的 ECC 功能？如果具有，ECC 是否支持 MLC NAND 閃存所需的更大位校驗要求，以及是否具有應用所需的足夠性能。

                                     圖 3：NAND 存儲器選擇樹形圖 

　　另一個要考慮的問題是不同供應商原始提供的 NAND 設備之間的兼容性，以及如何將系統(tǒng)設計擴展到后幾代 NAND 閃存。 

　　在許多情況下，開發(fā)資源的缺乏、處理器的限制，以及對性能的要求使得可管理 NAND 成為適用于項目要求的最理想的解決方案，它同時還具有成本最低，上市時間最短的特點。 

　　可管理 NAND 消除了 SLC/MLC 和不同頁面尺寸等 NAND 閃存依賴性。其中包括了一個標準數(shù)據(jù)塊級接口以及一個錯誤管理和平均讀寫控制器，從而讓處理器不必處理這些任務。根據(jù)處理器提供的 NAND 閃存的不同，這一特性能夠節(jié)省寶貴的處理時間和代碼存儲空間。該功能即可消除對更高性能處理器或額外硬件/軟件設計資源的依賴。 

　　可管理 NAND 可以連接到無線和消費電器設備中使用的眾多嵌入式處理器上的SD/MMC 端口。除電源外，這一簡單的接口還具有 3、6 或 10 個信號 I/O，對應于時鐘總線、命令總線以及 x1、x4 或 x8 數(shù)據(jù)總線。 

　　可管理 NAND 控制器被優(yōu)化為能夠利用程序緩存和讀取緩存等特定 NAND 閃存性能特征。這些特性能夠在原始 NAND 實現(xiàn)中提供明顯的性能提升。還可以直接從 NAND 啟動系統(tǒng)。 

                                     圖 4：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 

　　總結(jié) 

　　對于需要大容量數(shù)據(jù)存儲的移動消費電子設備而言，NAND 閃存從技術(shù)角度而言是您最合適的選擇。NAND 閃存已經(jīng)從傳統(tǒng)的 SLC 發(fā)展到 MLC NAND，MLC 需要更高級別 的 ECC。設計人員面臨的挑戰(zhàn)是一方面要符合今后 MLC NAND 閃存設備日益提高的  ECC 要求，另一方面仍要支持所有 NAND 設備所需的數(shù)據(jù)塊管理和平均讀寫例程。 

　　Micron 的可管理 NAND 讓系統(tǒng)設計過程中 NAND 閃存實現(xiàn)方式的復雜程度有所降低。它將內(nèi)部控制器和 NAND 閃存部件結(jié)合在 JEDEC 標準 BGA 封裝中。它具有一個可以被大多數(shù)移動和消費電子設備中多種處理器支持的 MMC 接口。 

　　如果嵌入式主機處理器能夠與 NAND 閃存直接實現(xiàn)接口，則系統(tǒng)設計人員可以獲得很低的 BOM 成本。但是，如果資源有限，并且處理器無法直接與 NAND 閃存實現(xiàn)接口，則可管理 NAND 能夠提供更吸引人的解決方案。 

　　Micron 的可管理 NAND 能夠以便于使用的 BGA 封裝方式提供所有必需的 NAND 閃存管理功能，節(jié)省了大量以前需要進行硬件和軟件開發(fā)的資源。除了提供所有主要功能外，可管理 NAND 還可以通過分擔處理器承擔的多項底層任務負荷，提供更高的性能。