可管理NAND：適用于移動(dòng)設(shè)備的嵌入式大容量存儲(chǔ)革新

　　可管理 NAND 的 JEDEC 標(biāo)準(zhǔn) BGA 封裝具有集成諸如 DRAM 等其它存儲(chǔ)器組件的潛在能力，可以幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)高度集成的系統(tǒng)存儲(chǔ)解決方案。 

　　表 1：可管理 NAND 屬性 

　　圖 2：可管理 NAND 封裝細(xì)節(jié) 

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　　系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式 

　　如果主機(jī)處理器可以與標(biāo)準(zhǔn) NAND 閃存直接接口，則可實(shí)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(fù)雜性可能會(huì)令系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員頭痛。 

　　可通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單的 SLC NAND 閃存 ECC 算法，但是更高性能的應(yīng)用需要硬件支持。將來(lái)的 MLC 設(shè)備將需要更復(fù)雜的 ECC 和數(shù)據(jù)塊管理功能，并且會(huì)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(shí)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員應(yīng)考慮開(kāi)發(fā)資源以及系統(tǒng)性能與應(yīng)用需求之間是否匹配。開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)是否具有軟件開(kāi)發(fā)資源，并且具有 NAND 存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)塊管理軟件代碼？選擇用于項(xiàng)目的嵌入式處理器是否具有適用于 NAND 設(shè)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(yàn)要求，以及是否具有應(yīng)用所需的足夠性能。

                                     圖 3：NAND 存儲(chǔ)器選擇樹(shù)形圖 

　　另一個(gè)要考慮的問(wèn)題是不同供應(yīng)商原始提供的 NAND 設(shè)備之間的兼容性，以及如何將系統(tǒng)設(shè)計(jì)擴(kuò)展到后幾代 NAND 閃存。 

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

　　可管理 NAND 消除了 SLC/MLC 和不同頁(yè)面尺寸等 NAND 閃存依賴(lài)性。其中包括了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)塊級(jí)接口以及一個(gè)錯(cuò)誤管理和平均讀寫(xiě)控制器，從而讓處理器不必處理這些任務(wù)。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(shí)間和代碼存儲(chǔ)空間。該功能即可消除對(duì)更高性能處理器或額外硬件/軟件設(shè)計(jì)資源的依賴(lài)。 

　　可管理 NAND 可以連接到無(wú)線和消費(fèi)電器設(shè)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(jiǎn)單的接口還具有 3、6 或 10 個(gè)信號(hào) I/O，對(duì)應(yīng)于時(shí)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(shí)現(xiàn)中提供明顯的性能提升。還可以直接從 NAND 啟動(dòng)系統(tǒng)。 

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

　　總結(jié) 

　　對(duì)于需要大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的移動(dòng)消費(fèi)電子設(shè)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(jí)別 的 ECC。設(shè)計(jì)人員面臨的挑戰(zhàn)是一方面要符合今后 MLC NAND 閃存設(shè)備日益提高的  ECC 要求，另一方面仍要支持所有 NAND 設(shè)備所需的數(shù)據(jù)塊管理和平均讀寫(xiě)例程。 

　　Micron 的可管理 NAND 讓系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中 NAND 閃存實(shí)現(xiàn)方式的復(fù)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(biāo)準(zhǔn) BGA 封裝中。它具有一個(gè)可以被大多數(shù)移動(dòng)和消費(fèi)電子設(shè)備中多種處理器支持的 MMC 接口。 

　　如果嵌入式主機(jī)處理器能夠與 NAND 閃存直接實(shí)現(xiàn)接口，則系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(wú)法直接與 NAND 閃存實(shí)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(jìn)行硬件和軟件開(kāi)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(guò)分擔(dān)處理器承擔(dān)的多項(xiàng)底層任務(wù)負(fù)荷，提供更高的性能。