Flash存储器的冗余实现

Flash存储器的冗余实现 Flash 存储器的冗余实现 王凤鸣，胡 凯，黄 诚 (中国电子科技集团公司第 58 研究所，江苏 无锡 214035) 摘 要:Flash 存储器是在 20 世纪 80 年代末逐渐发展起来的一种新型半导体非挥发性存储器，它 具有结构简单、高密度、低成本、高可靠性和系统的电可擦除性等优点，是当今半导体存储器市 场中发展最为迅速的一种存储器。文章对 Flash 存储器的发展现状及发展趋势进行了介绍，分析了 Flash 存储器的工作机理;并针对 Flash 存储器是一种数据正确性非理想的器件，在使用中可能会 有坏损单元，探讨了 Flash 存储器冗余技术的种类和实现 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。 关键词:FLASH 存储器;冗余技术;非挥发 中图分类号:TN402 文献标识码:A 文章编号:1681-1070(2010)05-0030-03 Introduce of Redundant Technique used in Flash WANG Feng-ming, HU Kai, HUANG Cheng (China Electronics Technology Group Corporation No.58 Research Institute, Wuxi 214035, China) Abstract: Flash memory is in the 20th century, late 80’ s gradually developed a new type of semiconductor non- volatile memory, it has a simple structure, high-density, low cost, high reliability and system of electrically erasable nature of the advantages of today’ s semiconductor. This paper introduces the development of Flash memory status and development trends of Flash memory, and analyzes the working mechanism of the Flash memory. And for Flash memory is a data of non-ideal device may be corrupted in use unit, discusses the types of Flash memory redundancy and realization method. Key words: flash memory; redundant technique; NVM 存储器具有成本低、密度大的特点。其独特的性能 使其广泛地应用于各个领域，包括嵌入式系统，如 Flash Memory现状及发展趋势 1 PC 及外设、电信交换机、蜂窝电话、网络互联设备、 仪器仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 和汽车器件，同时还包括新兴的语音、图 闪速存储器(Flash Memory)是一类非易失性存 像、数据存储类产品，如数字相机、数字录音机和 储器 NVM(Non-Volatile Memory)，即使在供电电源 个人数字助理(PDA)。 关闭后仍能保持片内信息;而诸如 DRAM、SRAM 这 目前 Flash 主要有两种:NOR Flash 和 NAND 类易失性存储器，当供电电源关闭时片内信息随即 Flash。NOR Flash 的读取和我们常见的 SDRAM 的 丢失。Flash Memory 集中了其他类非易失性存储器的 特点:与 EPROM 相比较，闪速存储器具有系统电可 读取是一样， 用户可以直接运行装载在 N O R 擦除和可重复编程等明显的优势，也不需要特殊的 FLASH 里面的代码，这样可以减少 SRAM 的容量从 高电压(某些第一代闪速存储器也要求高电压来完 而节约了成本。NAND Flash 没有采取内存的随机 成擦除和 / 或编程操作);与 EEPROM 相比较，闪速 读取技术，它的读取是以一次读取一块的形式来进 管分别称为浮栅和控制栅。浮栅只能通过控制栅连 行的，通常是一次读取 512 个字节，采用这种技术 接到行，即字线。一旦连接，该单元值将为 1。若要 的 Flash 比较廉价。用户不能直接运行 NAND Flash 上的代码，因此好多使用 NAND Flash 的开发板上 将值更改为 0，需要经过隧道效应(Fowler-Nordheim) 除了使用 N A N D F l a s h 以外，还做上了一块小的 的过程。 NOR Flash 来运行启动代码。 一般小容量存储器用 NOR Flash，因为其读取 速度快，多用来存储操作系统等重要信息，而大容 量存储器用NAND FLASH，最常见的NAND FLASH 应用是嵌入式系统采用的 DOC(Disk on Chip)和 我们通常用的“闪存盘”，可以在线擦除。目前市 面上的FLASH 主要来自Intel、AMD、Fujitsu和Mxic， 而生产 NAND Flash 的主要厂家有Samsung、Toshiba 及 Hynix。 存储器的发展都具有更大、更小、更低的趋 势，这在闪速存储器行业表现得淋漓尽致。随着 图 1 Flash Memory 结构图 半导体制造工艺的发展，主流闪速存储器厂家采 用 0.18 μ m，甚至 0.15 μ m 的制造工艺。借助于先进 隧道效应用于更改浮点门中的电子位置。浮栅 工艺的优势，Flash Memory 的容量可以更大，NOR 技 通常采用 10V~13V 之间的电荷。电荷来自列，即位 术将出现 256Mb 的器件，NAND 和 AND 技术已经有 线，进入浮栅并排入地面。通过这些电荷，浮栅晶 1Gb 的器件;同时芯片的封装尺寸更小，从最初的 体管将激发的电子推入薄氧化层并在薄氧化层的另 DIP 封装到 PSOP、SSOP、TSOP 封装，再到 BGA 封 一面将其捕获，使其带有负电荷。这些带负电荷的 装，Flash Memory 已经变得非常纤细小巧;先进的 阈阈电子将改变浮栅的值电压。根据值电压的大小 工艺技术也决定了存储器的低电压特性， 从最初 设定一个翻转点，通过读出小信号放大器就可以读 12V 的编程电压，一步步下降到 5V、3.3V、2.7V、1.8V 出存储单元是“1”还是“0”。在一个空白 FLASH 中， 单电压供电。这符合国际上低功耗的潮流，更促进 所有门完全打开，每个单元值均为 1 。通过高压擦 了便携式产品的发展。 除，闪存芯片各单元中的电子可恢复正常值(“1”)。闪 另一方面，新技术、新工艺也推动 Flash Memory 存每次不是擦除一个字节，而是每次擦除一个块 或的单位成本大幅度下降:采用 NOR 技术的 Intel 公司 整个芯片，然后再进行重写，因此比传统 EEPROM 速的 28F128J3 价格为 25 美元，NAND 技术和 AND 技术 度更快。 的 Flash Memory 将突破 1 美元 /1MB 的价位，使其具 有了取代传统磁盘存储器的潜质。 世界闪速存储器市场发展十分迅速，其规模接 近 DRAM 市场的 1/4，与 DRAM 和 SRAM 一起成为 3 Flash Memory的冗余技术及实现 存储器市场的三大产品。Flash Memory 的迅猛发展 归因于资金和技术的投入，高性能低成本的新产品 3.1 Flash 冗余技术介绍 不断涌现，刺激了 Flash Memory 更广泛的应用，推 Flash 存储器是一种数据正确性非理想的器件， 动了行业向前发展。 在使用中可能会有坏损单元。数据写入必须在空白 的区块或者擦除后的区块中进行，其底层技术要求 以块为单位进行擦除，再按页写入。Flash 存储器的 擦 除次数是有限的，一般是 100 000 次。当某块执行 过 度的擦除操作后，这一块的存储空间将会变为 “只 读”状态，不能再写入数据。根据以上特点，为 了避 免某些块的过度操作，而导致存储卡使用寿命 降 低，设计专门针对 Flash 存储器的冗余系统是必要 的， Flash Memory 工作的基本原理 2 利用冗余技术将有缺陷的单元替换成好的单元。 目前 Flash 中采用的冗余技术主要包括行冗余、 闪存是一种包含一个由若干行和列组成的阵 列冗余、行列冗余和扇区冗余。 列，其中各个交汇处均有一个含有两个晶体管的单 元。这两个晶体管由一层薄氧化层隔开。两个晶体 蔽正常译码电路，有缺陷单元的位线被冗余位线替 换，完成冗余替换操作;如果比较结果显示为非缺 陷地址，标志位为 0，则不启动冗余译码电路，仍然 对正常阵列中的单元操作，不进行冗余替换。 图 2 冗余阵列示意图 行冗余是指对位线上的冗余，如果正常存储阵 列中的位线上的单元存在缺陷，就可以使用冗余的 图 3 具有冗余阵列的寻址电路 位线替代有缺陷的位线;列冗余是指对字线上的冗 余，如果正常存储阵列中的字线上的单元存在缺陷， 就可以使用冗余的字线替代有缺陷的字线;行列冗 4 结束语 余是指对位线上和字线上均冗余，如果正常存储阵 列中的位线上和字线上的单元均存在缺陷，就可以 通过采用冗余技术，Flash 的存储性能有了较大 使用冗余的行列线替代有缺陷的位线及字线。 的改善，而且系统的稳定性也很好，Flash 产品的成 3.2 Flash 冗余电路实现 品率和芯片的可靠性都得到了较好的提升。 为实现 Fl as h 的冗余功能，必须增加外围存储 单元(CAM)和地址比较电路，使得能够使用正常 的冗余存储单元来替代这些缺陷单元。C A M 单元 参考文献: 作用是存储缺陷地址，地址比较器电路作用是在地 ,1,Introduction of Flash Memory[C]. Proceedings of The 址译码前将输入地址与缺陷地址进行比较，并将比 IEEE, 2003, 91(4). 较结果送到行或列译码器，根据比较结果以决定是 ,2,潘立阳, 朱钧. Flash 存储器技术与发展[J]. 微电子学, 否需要冗余替换。图 3 为具有冗余阵列的寻址电路 2002, 32(1). 示意图。 当正常的存储阵列中存在缺陷单元时，首先要 将缺陷单元地址写入 CAM 单元，每次行、列译码电 作者简介: 路启动前，都需要将存储阵列的单元地址和 CAM 单 王凤鸣(1986-)，男，黑龙江伊 元地址比较，如果比较结果显示为缺陷地址，标志 春人，2008 年毕业于南京 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 学院电 位为 1，如图 3 所示，则启动冗余译码电路，同时屏 力系，现在中国电子科技集团第五十 八研究所动力部工作。 信 息 报 道 华三通讯公司增购 G e nes is 平台扩大产量 求都非常严格。华三通信这次决定继续采购环球仪器的设 4 月 7 日，全球知名的 IP 产品与解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 供应商杭州华 三通信技术有限公司，最近向环球仪器增购一条 Genesis 平 备，皆因第一次购买的环球仪器 Genesis 平台的表现令他们 台生产线。这条新生产线将参照该公司现有的 Genesis 生产 感到非常满意。 线来进行配置，用于生产最复杂的产品，对质量和产量的要(本刊通讯员) file:///D|/我的 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 /Desktop/新建文本文 档.txt Appliance Error (configuration_error) Your request could not be processed because of a configuration error: "Could not connect to LDAP server." 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