NOR Flash

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　　NOR Flash是現在市場上兩種主要的非易失閃存技術之一。Intel于1988年首先開發出NOR Flash 技術，徹底改變了原先由EPROM（Erasable Programmable Read-Only-Memory電可編程序只讀存儲器）和EEPROM（電可擦只讀存儲器Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory）一統天下的局面。緊接著，1989年，東芝公司發表了NAND Flash 結構，強調降低每比特的成本，有更高的性能，并且像磁盤一樣可以通過接口輕松升級。NOR Flash 的特點是芯片內執行（XIP ，eXecute In Place），這樣應用程序可以直接在Flash閃存內運行，不必再把代碼讀到系統RAM中。NOR 的傳輸效率很高，在1~4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度大大影響到它的性能。NAND的結構能提供極高的單元密度，可以達到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快。應用NAND的困難在于Flash的管理需要特殊的系統接口。

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　　性能比較

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　　flash閃存是非易失存儲器，可以對稱為塊的存儲器單元塊進行擦寫和再編程。任何flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內進行，所以大多數情況下，在進行寫入操作之前必須先執行擦除。NAND器件執行擦除操作是十分簡單的，而NOR則要求在進行擦除前先要將目標塊內所有的位都寫為0。

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　　由于擦除NOR器件時是以64～128KB的塊進行的，執行一個寫入/擦除操作的時間為5s，與此相反，擦除NAND器件是以8～32KB的塊進行的，執行相同的操作最多只需要4ms。

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　　執行擦除時塊尺寸的不同進一步拉大了NOR和NAND之間的性能差距，統計表明，對于給定的一套寫入操作（尤其是更新小文件時），更多的擦除操作必須在基于NOR的單元中進行。這樣，當選擇存儲解決方案時，設計師必須權衡以下的各項因素。

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　　l 、NOR的讀速度比NAND稍快一些。

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　　2、 NAND的寫入速度比NOR快很多。

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　　3 、NAND的4ms擦除速度遠比NOR的5s快。

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　　4 、大多數寫入操作需要先進行擦除操作。

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　　5 、NAND的擦除單元更小，相應的擦除電路更少。

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　　此外，NAND的實際應用方式要比NOR復雜的多。NOR可以直接使用，并可在上面直接運行代碼；而NAND需要I/O接口，因此使用時需要驅動程序。不過當今流行的操作系統對NAND結構的Flash都有支持。此外，Linux內核也提供了對NAND結構的Flash的支持。

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　　詳解

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　　NOR和NAND是現在市場上兩種主要的非易失閃存技術。Intel于1988年首先開發出NOR flash技術，徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統天下的局面。緊接著，1989年，東芝公司發表了NAND flash結構，強調降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盤一樣可以通過接口輕松升級。但是經過了十多年之后，仍然有相當多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。

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　　像“flash存儲器”經常可以與相“NOR存儲器”互換使用。許多業內人士也搞不清楚NAND閃存技術相對于NOR技術的優越之處，因為大多數情況下閃存只是用來存儲少量的代碼，這時NOR閃存更適合一些。而NAND則是高數據存儲密度的理想解決方案。

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　　NOR的特點是芯片內執行（XIP， eXecute In Place），這樣應用程序可以直接在flash閃存內運行，不必再把代碼讀到系統RAM中。NOR的傳輸效率很高，在1～4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。

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　　NAND結構能提供極高的單元密度，可以達到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快。應用NAND的困難在于flash的管理需要特殊的系統接口。

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　　接口差別

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　　NOR flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來尋址，可以很容易地存取其內部的每一個字節。

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　　NAND器件使用復雜的I/O口來串行地存取數據，各個產品或廠商的方法可能各不相同。8個引腳用來傳送控制、地址和數據信息。

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　　NAND讀和寫操作采用512字節的塊，這一點有點像硬盤管理此類操作，很自然地，基于NAND的存儲器就可以取代硬盤或其他塊設備。

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　　容量成本

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　　NAND flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半，由于生產過程更為簡單，NAND結構可以在給定的模具尺寸內提供更高的容量，也就相應地降低了價格。

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　　NOR flash占據了容量為1～16MB閃存市場的大部分，而NAND flash只是用在8～128MB的產品當中，這也說明NOR主要應用在代碼存儲介質中，NAND適合于數據存儲，NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC（多媒體存儲卡Multi Media Card）存儲卡市場上所占份額最大。

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　　可靠耐用

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　　采用flash介質時一個需要重點考慮的問題是可靠性。對于需要擴展MTBF（平均故障間隔時間Mean Time Between Failures）的系統來說，Flash是非常合適的存儲方案。可以從壽命（耐用性）、位交換和壞塊處理三個方面來比較NOR和NAND的可靠性。

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　　壽命（耐用性）

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　　在NAND閃存中每個塊的最大擦寫次數是一百萬次，而NOR的擦寫次數是十萬次。NAND存儲器除了具有10比1的塊擦除周期優勢，典型的NAND塊尺寸為NOR器件的八分之一，每個NAND存儲器塊在給定的時間內的刪除次數要少一些。

　　狹義的EEPROM：

　　這種rom的特點是可以隨機訪問和修改任何一個字節，可以往每個bit中寫入0或者1。這是最傳統的一種EEPROM（掉電后數據不丟失，可以保存100年，可以擦寫100w次。具有較高的可靠性，但是電路復雜/成本也高。因此目前的EEPROM都是幾十千字節到幾百千字節的，絕少有超過512K的。）

　　flash：

　　flash屬于廣義的EEPROM，因為它也是電擦除的rom。但是為了區別于一般的按字節為單位的擦寫的EEPROM，我們都叫它flash。

　　flash做的改進就是擦除時不再以字節為單位，而是以塊為單位，一次簡化了電路，數據密度更高，降低了成本。上M的rom一般都是flash。

　　flash分為nor flash和nand flash。

　　nor flash數據線和地址線分開，可以實現ram一樣的隨機尋址功能，可以讀取任何一個字節。但是擦除仍要按塊來擦。

　　nand flash同樣是按塊擦除，但是數據線和地址線復用，不能利用地址線隨機尋址。讀取只能按頁來讀取。（nandflash按塊來擦除，按頁來讀，norflash沒有頁）

　　由于nandflash引腳上復用，因此讀取速度比nor flash慢一點，但是擦除和寫入速度比nor flash快很多。nand flash內部電路更簡單，因此數據密度大，體積小，成本也低。因此大容量的flash都是nand型的。小容量的2～12M的flash多是nor型的。

　　使用壽命上，nand flash的擦除次數是nor的數倍。而且nand flash可以標記壞塊，從而使軟件跳過壞塊。nor flash 一旦損壞便無法再用。

　　因為nor flash可以進行字節尋址，所以程序可以在nor flash中運行。嵌入式系統多用一個小容量的nor flash存儲引導代碼，用一個大容量的nand flash存放文件系統和內核。

　　狹義的EEPROM：

　　這種rom的特點是可以隨機訪問和修改任何一個字節，可以往每個bit中寫入0或者1。這是最傳統的一種EEPROM，掉電后數據不丟失，可以保存100年，可以擦寫100w次。具有較高的可靠性，但是電路復雜/成本也高。因此目前的EEPROM都是幾十千字節到幾百千字節的，絕少有超過512K的。

　　flash：

　　flash屬于廣義的EEPROM，因為它也是電擦除的rom。但是為了區別于一般的按字節為單位的擦寫的EEPROM，我們都叫它flash。

　　flash做的改進就是擦除時不再以字節為單位，而是以塊為單位，一次簡化了電路，數據密度更高，降低了成本。上M的rom一般都是flash。

　　flash分為nor flash和nand flash。nor flash數據線和地址線分開，可以實現ram一樣的隨機尋址功能，可以讀取任何一個字節。但是擦除仍要按塊來擦。

　　nand flash同樣是按塊擦除，但是數據線和地址線復用，不能利用地址線隨機尋址。讀取只能按頁來讀取。（nandflash按塊來擦除，按頁來讀，norflash沒有頁）

　　由于nandflash引腳上復用，因此讀取速度比nor flash慢一點，但是擦除和寫入速度比nor flash快很多。nand flash內部電路更簡單，因此數據密度大，體積小，成本也低。因此大容量的flash都是nand型的。小容量的2～12M的flash多是nor型的。

　　使用壽命上，nand flash的擦除次數是nor的數倍。而且nand flash可以標記壞塊，從而使軟件跳過壞塊。nor flash 一旦損壞便無法再用。

　　因為nor flash可以進行字節尋址，所以程序可以在nor flash中運行。嵌入式系統多用一個小容量的nor flash存儲引導代碼，用一個大容量的nand flash存放文件系統和內核。