大容量NAND Flash在多媒体手机中的应用
发布时间：2012-3-11 21:36
发布者：1770309616
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1 引言 随着手机市场竞争的日趋激烈，多媒体手机逐渐成为市场的宠儿。因为有大量的多媒体数据，因此大容量存储是多媒体手机所要解决的首要问题。 NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。NOR的特点是芯片内执行（XIP,eXecuteInPlace），这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高，在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快，是大数据量存储的最佳选择。在选择存储方案的时候，设计师必须综合考虑以下因素： （1）NOR的读速度比NAND稍快一些。 （2）NAND的写入速度比NOR快很多。 （3）NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。 （4）大多数写入操作需要先进行擦除操作。 （5）NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。 （6）NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR的擦写次数是十万次。 此外，NAND的使用比NOR的使用复杂的多。在NOR器件上运行代码不需要任何的软件支持，在NAND器件上进行同样操作时，通常需要驱动程序，也就是内存技术驱动程序（MTD），NAND和NOR器件在进行写入和擦除操作时都需要MTD. 使用NOR器件时所需要的MTD要相对少一些，许多厂商都提供用于NOR器件的更高级软件，这其中包括M-SySTem的TrueFFS驱动，该驱动被WindRiverSystem、Microsoft、QNXSoftwareSystem、Symbian和Intel等厂商所采用。 2 TC58DDM82A1XBJ5在多媒体手机中的应用 在多媒体手机中，TC58DDM82A1XBJ5主要用来存储图片、声音文件等数据量较大的文件。 TC58DDM82A1XBJ5是Toshiba公司生产的256MbitsNANDEEPROM.工作电压为2.7V~3.6V或者1.65V~1.95V. 存储结构为528bytes×32pages×2048blocks.Page的大小为528Bytes,Block的大小为（16K+512）Bytes. 2.1 引脚排列和功能 NANDFlash采用高度复用的访问接口，该接口既作地址总线，又作数据总线和指令输入接口。NANDFlash的的接口引脚主要分三类：数据引脚，控制引脚，状态引脚。TC58DDM82A1XBJ5的数据引脚为8位，即I/O1~I/O8,用来输入/输出地址，数据和指令。有一个状态引脚（RY/BY）用来表示芯片的状态，当芯片进行数据写入、擦除、随机读取的时候，其输出电平为高，表明芯片正忙，否则输出低电平。/WP引脚用来禁止获允许对芯片进行写入操作。当其为低电平时禁止写操作，反之允许写操作。控制引脚有6个，见引脚定义。 2.2 TC58DDM82A1与AD6528的连接 AD6528是AnalogDevicesInc.生产的Hermes系列GSM/GPRS处理器。AD6528采用DSP+MCU的双核结构，其中MCU采用的是ARM7,DSP部分选用了ADI自己的ADSP-218xDSP核。 2.3 TC58DDM82A1的操作方式 TC58DDM82A1的地址输入、命令输入、数据输入输出都是通过CLE、ALE、CE、WE、RE、RST、PRE1/PRE2引脚控制。控制逻辑如表1所示： 表1 逻辑表 
*1:/WP=0,则禁止TC58DDM82A1的Program和Erase操作TC58DDM82A1的各种工作模式，如读、复位、编程等，都是通过命令字来进行控制的。 2.4 TC58DDM82A1的时序分析及驱动程序 可知，第一个周期，CLE信号有效时通过IO口向命令寄存器发送命令00H.此时NANDFlash处于写状态，因此WE有效，RE无效。发送命令后，接着发送要读的地址，该操作将占用WE的3个周期。注意，此时发送的是地址信息，因此CLE为低，而ALE为高电平。当信息发送完毕后，不能立刻读取数据，因为芯片此时处于BUSY（忙）状态，需要等待2~20ms.之后，才能开始真正的数据读取。此时WE为高电平而处于无效状态，同时CE片选信号也始终为低以表明选中该芯片。 完成ReadMode（1）的伪码如下： ReadMode1_Func（Cmd, Addr） { RE=1; ALE = 0 ; CLE = 1 ; WE = 0 ; CE=0; SendCmd（Cmd）； // 向NAND 发送操作命令，此例中应该是00H WE = 1 ; / / NAND 取走命令 CE = 1 ; CLE=0; // 发送命令结束 ALE=1; // 开始发送起始地址 for（i=0;i<3;i++） { WE = 0 ; CE=0; SendAddr（Addr）； WE=1; // 取走指令 CE=1; } // 发送完所有地址 CE=1; WE = 1 ; ALE = 0 ; Delay（2）； while（BUSY） Wait; // 判断等待状态是否结束 RE=0; CE=0; ReadData（Buf）； // 读取数据到buffer } 2.5 NANDFlashDiver的特殊功能 NANDFlash的访问是串行的，比较类似硬盘的存储方式。NANDFlash必须有Driver的支持才能在手机使用。Driver除了提供对NANDFlash的Read,Program,Erase外，还应该提供以下基本的功能： BadBlockManagement WearLevelingTreatment ECC（ErrorCorrectCode） NANDFlash是通过Driver分配的逻辑地址来进行访问的。BadBlockManagement对坏块不分配逻辑地址，这样会形成连续的逻辑地址。WearLevelingTreatment避免对某一区域进行大量的读写操作，这样就会延长NANDFlash的使用时间。ECC主要完成读写过程中的纠错，但是ECC只能对1bit的数据进行纠错。 3 结语 在多媒体手机中NANDFlash主要用来存储多媒体数据（图片、语音文件等）。在实际应用中不会对NANDFlash进行频繁的写入和擦除操作，而且多媒体数据对数据的完整性要求也不是很高，但是多媒体数据的数据量较大。这些特征决定了使用NANDFlash来存储多媒体数据是十分恰当的，这也正是业界的通行做法。 |
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