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NOR和NAND存储器

NOR和NAND存储器是两种主要的非易失性随机存取存储器(Non-Volatile Random Access Memory, NVRAM)技术。它们在结构、性能特点以及应用方面存在显著差异。

NOR存储器
NOR闪存是一种高速闪存技术,具有随机访问功能,能够读取和写入存储器中的特定位置数据,而不必按顺序模式存取内存
。NOR闪存的特点包括:

  • 高速随机存取:允许对存储器中的任何位置进行访问,适合需要频繁执行指令的应用。
  • 程序代码存储:由于其支持芯片内执行(XIP),应用程序可以直接在Flash上运行,无需将代码加载到RAM中,因此常用于存储操作系统和BIOS等代码。
  • 可靠性高:适用于需要可靠性能和长时间数据保留的场景。
  • 成本较高:写入和擦除速度较慢,不适宜大容量存储。

NAND存储器

NAND闪存则以高密度存储和快速顺序读取为优势,通常用于大容量数据存储。其特点包括:

  • 高密度存储:提供更大的容量,适用于大型媒体文件的存储需求。
  • 顺序读取:适合需要大块数据传输的应用场景。
  • 写入速度快:擦除和写入速度优于NOR,适合频繁更新的场景。
  • 低功耗:相比NOR,NAND具有更低的功耗特性。


应用领域
NOR闪存:广泛应用于计算机、消费电子(如智能手机、电视、TWS耳机等)、安防设备、汽车电子(如ADAS、车窗控制、仪表盘)、工业控制(如智能电表、机械控制)及物联网设备等领域。此外,NOR闪存也常用于存储系统启动代码和特定只读信息。


NAND闪存:主要用于服务器、手机闪存、U盘、固态硬盘(SSD)、SD卡等大容量产品。NAND闪存因其高密度和快速写入速度,成为大容量数据存储的主流选择。尽管NAND在容量和速度上占据优势,但NOR由于其随机访问能力和可靠性,在某些特定应用场景中仍然不可替代。

常见的NOR和NAND型号包括以下几种:

  1. NOR Flash型号
    • 常见的NOR Flash芯片型号有AT24C02、FM24C02、CAT24C02等,这些芯片通常采用DIP8、SOP8、TSSOP8等封装形式。
      https://oss.metaso.cn/metaso/thumbnail/963729585b331d08.jpg
    • NOR Flash还支持SPI接口,如SPI NOR Flash,适用于一些对成本敏感的应用,例如嵌入式系统。
  2. NAND Flash型号
    • NAND Flash的常见类型包括单层单元(SLC)、多层单元(MLC)、三层单元(TLC)和未来可能的四层单元(QLC)。
      https://oss.metaso.cn/metaso/thumbnail/06502f4740a9a04733f7e8a6b191eaf6.jpg
    • 低密度NAND闪存适用于汽车、监控、机器对机器(M2M)、IPC、自动化、打印机和家庭网络等应用,而高密度NAND闪存则在SSD、平板电脑和USB驱动器等数据密集型应用中最为常见。
    • 常见的NAND Flash芯片型号包括Spansion公司的AMIC和ADP系列,这些芯片涵盖了从8位到64位的不同配置,适用于多种应用场景。

此外,NOR和NAND Flash在结构、读写速度、可靠性、成本等方面存在显著差异。NOR Flash支持直接执行代码且易于连接其他芯片,适合小型应用;而NAND Flash拥有更高的容量和更低的成本,适用于大数据存储。

接口类型

NOR主要分为两大类:Serial NOR、Parallel NOR,最早出现的NOR是Parallel NOR,后来为了简化引脚数,逐渐发展出了Serial NOR,目前的格局是Serial NOR主要占据低容量NOR市场(128Mb以下),而Parallel NOR主要占据高容量NOR市场(128Mb以上),生产Parallel NOR的厂商有很多,但无论是哪个厂商的Parallel NOR基本上都兼容CFI接口标准,这给软件驱动开发带来了便利。

Serial NOR主要为SPI接口 ,Parallel NOR使用SRAM的接口。

NAND也主要分为两大类:Serial NAND、Raw NAND。Raw NAND是相对于Serial NAND而言的,Serial NAND即串行接口的NAND Flash,而Raw NAND是并行接口的NAND FLASH,早期并行接口通信数据率是明显高于串行通信数据率的,但随着串行通信速度越来越快,并行接口速度优势显得不那么重要了,反而因信号线太多导致设计成本较高(PCB走线复杂)显得有点不合潮流。但其实这么说对Raw NAND是不公平的,现在的Serial NOR/NAND信号线其实也不少,比如高速的串行HyperFlash信号线数量已经直逼x8 bit的Raw NAND FLASH,所以Raw NAND市场还是坚挺的,你会发现各大存储厂商都还在不断推出Raw NAND FLASH产品。

串行接口(Serial NAND) :与并行接口相对,串行接口通过一条线传输数据和地址,需要使用不同的命令来区分是地址操作还是数据操作。SPI NAND Flash就是一种使用串行通信接口(SPI接口)来进行数据传输的类型。

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ONFI接口:ONFI(Open NAND Flash Interface)是一种标准化的NAND Flash接口,旨在统一混乱的闪存接口标准。ONFI规定了Raw NAND信号线与封装。ONFI接口支持多种数据传输模式,包括异步和源同步模式。ONFI规范支持的数据接口类型包括SDR(Single Data Rate)、NV-DDR(NAND DDR)、NV-DDR2、NV-DDR3和NV-LPDDR4。

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Toggle接口:这种接口类型通过在数据传输过程中切换信号电平来进行通信,是一种较新的接口技术

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2024-11-04