如何选用合适的闪存进行设计?

用于数据存储的可管理NAND

由于嵌入式NAND控制器的局限性，许多系统设计师在寻求可管理的NAND方案。有多家供应商已能提供可管理的NAND存储器产品，它们能降低嵌入式应用中传统存储子系统的复杂性。这些可管理NAND存储器产品包括了iNAND、GBNAND、moviNAND、可管理NAND和NANDrive，主要用于数据存储。通过有效管理带NAND控制器的内置NAND闪存和集成在相同器件中的闪存文件系统(FFS)，它们降低了系统复杂度，如图2所示。为了更加方便集成，这些产品采用标准的接口，如安全数据接口(SD)、多媒体卡(MMC)或先进技术附件规格(ATA)。例如，iNAND和GBNAND采用的是SD接口，moviNAND和可管理NAND采用的是MMC接口，NANDrive采用的则是ATA接口。这些接口不能提供XIP访问，因此采用这些器件的系统可能还需要一个NOR闪存用于启动功能。

图2：可管理NAND存储器主要用于数据存储，它通过管理带NAND控制器的内置NAND闪存和集成在同一器件中的闪存文件系统降低了系统复杂性。

使用可管理NAND器件后，主芯片组就无需集成复杂的NAND管理功能。因此芯片供应商不再为要紧跟不断演变的NAND技术而忧心，从而让供应商能专注于提高他们的核心竞争力。

可管理NAND混合产品

因为可管理NAND闪存不提供启动功能，系统设计师仍必须使用较昂贵的NOR闪存器件来实现启动。不过包括mDOC H3在内的混合产品已经面世。这些混合器件在同一个器件中通过集成RAM和可管理NAND来简化传统的存储子系统，如图3所示。

图3：一些混合解决方案将RAM和可管理NAND集成在同一个器件中。

混合产品解决了与可管理NAND相关的启动问题。它们可以直接从NAND闪存启动，无需较昂贵的启动用NOR闪存器件，从而有效降低了系统总成本。可管理NAND混合产品也有助于减少元器件数量，节省电路板面积，这使它们非常适合于诸如手机等空间较敏感的应用。因为使用NAND闪存来实现非易失性存储，因此这种解决方案可以提供更高的密度。

NAND混合器件的缺点是启动时间较长，因为它们在上电后必须将启动代码从NAND挎贝进启动RAM。另外，NAND混合器件非常复杂，很难集成，并且要求先进的操作系统支持主芯片组上的需求分页。

mDOC H3通过NOR类总线连接主处理器，相比NAND闪存能提供更快的读取性能，也可以比NOR提供更快的写入性能。由于具有更快的写入速度，这些器件非常适合用来存储多媒体数据。

使用可管理的NAND或者具有启动功能的可管理NAND混合产品不会显著降低存储子系统的总体复杂性。因此系统设计师仍然要处理与不同存储器类型、接口、供应商、特殊供应商规范等有关的复杂问题。这类存储子系统要求更多元器件、更多引脚和复杂的软硬件开发，因此将增加系统成本、电路板面积、开发时间和功耗。同时，它们还将提升主处理器中的外部存储器控制器的复杂度。因此，这些混合器件还不够成熟。当前系统需要一种易用、单标准总线、完整的可管理存储子系统实现代码和数据存储以及系统RAM，并且所有功能都集中在一个器件中。

系统设计师需要的是一个完整的存储子系统，它能提供数百兆XIP代码存储，且能满足目前多媒体应用不断增长的数据存储需求。理想解决方案应充分整合NOR(快速读取)、NAND(较低成本和较高密度)和RAM(简单总线操作)的优势，而且必须易用、易设计，并有完善的可管理性。因而，这样的解决方案需要很少甚至不需要额外的硬件或软件开发，可提供标准接口，无需任何胶合逻辑就能实现与主芯片组/处理器的无缝集成，从而使得存储子系统的访问象SRAM一样简单方便。

这种存储子系统解决方案中的内置控制器必须实现ECC、坏块管理和损耗均衡功能，以便应对内置NAND闪存的缺陷。这个控制器还必须能应对所有内置存储器(NOR、NAND和RAM)的复杂性和不足，从而代替主系统完成这些复杂的管理功能。

另外，这种解决方案还必须通过降低材料、开发和制造成本来满足系统总成本要求。而且还必须通过提供方便集成、可扩展的解决方案来满足移动和消费电子设备系统设计师对缩短面市时间的要求。

下一代存储子系统

目前面市的可管理存储子系统可以提供上述所有性能和好处。如图4所示的这种配置由一个带内置启动NOR闪存的存储器控制器、NAND闪存和RAM组成，并且全部集成在一个封装内。在NAND闪存前使用了RAM缓存，这样有助于控制器处理需求分页和其它存储器管理功能。另外，RAM缓存使存储子系统线性可寻址，变得象SRAM一样简单。

图4：全功能存储器是可管理存储子系统的一个示例，它在同一个封装内同时集成了带内置启动NOR闪存的存储器控制器、NAND闪存和RAM(a)。控