NAND FLASH在儲存測試系統(tǒng)中的應用

0 引言

　　計算機技術的高速發(fā)展，存儲系統(tǒng)容量從過去的幾KB存儲空間，到現(xiàn)在的T8；乃至不久的將來要達到的PB存儲空間，其數(shù)據(jù)存取的能力在飛速擴展。隨之而來產(chǎn)生的SCSI、FC、SAN、iSCSI、IPStorage和數(shù)據(jù)生命周期管理等嶄新的領域，更給計算機技術和網(wǎng)絡技術賦予了蓬勃的生命力。存數(shù)性能的提升通常是通過在基礎結(jié)構(gòu)上增加更多的物理磁盤驅(qū)動數(shù)目或者采用更快轉(zhuǎn)速的磁盤驅(qū)動器來完成。

　　機載存儲設備要求具有高的可靠性和高抗撞擊、抗震、防潮、耐高壓和承受高溫的特點，而磁盤驅(qū)動器存取數(shù)據(jù)時有機械轉(zhuǎn)動，其抗沖擊，抗震動性不強，所以不適用于航空航天等惡劣環(huán)境下使用。基于半導體存儲芯片閃存的固態(tài)存儲器(SSD)的出現(xiàn)很好的解決了以上問題。SSD作為儲存介質(zhì)，沒有機械轉(zhuǎn)動部件、存儲密度高、可靠性高、體積小、重量輕，并且抗震動、抗沖擊、溫度適應范圍寬，具有很強的環(huán)境適應性，可以滿足苛刻條件下的數(shù)據(jù)儲存要求，因此，高性能大容量固態(tài)存儲器已成為軍用重大項目中的只要數(shù)據(jù)儲存方式。

　　1 NAND FLASH Memory的控制要求

　　1．1 NAND FLASI-1存儲器結(jié)構(gòu)功能介紹

　　我們選用的是三星公司的K9K8G08UOM型FLASH芯片作為存儲系統(tǒng)的介質(zhì)，該款NAND F1ash存儲容量為8448Mbit，其中主數(shù)據(jù)區(qū)為8192M bit，輔助數(shù)據(jù)區(qū)為256Mbit，工作電壓為2．7V~3．6V，I／O端口的寬度為8位。NAND FLASH不同于NOR FLASH，NOR FLASH在出廠時不容許芯片有壞塊存在，而NAND FLASH容許成品中存在壞塊，這是NAND技術所特有的現(xiàn)象。

　　芯片內(nèi)的8448M bit內(nèi)存是按塊和頁的概念來組織的，一個FLASH存儲器包含8192塊(block)，每塊包含64頁(page)，每頁有2112 Bytes。芯片內(nèi)具有一個容量為2112 Bytes的數(shù)據(jù)寄存器，稱為頁寄存器，用來在數(shù)據(jù)存取時作為緩沖區(qū)，當對芯片內(nèi)的某一頁進行讀寫時，其數(shù)據(jù)首選被轉(zhuǎn)移到此數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，通過數(shù)據(jù)緩沖區(qū)和芯片外進行數(shù)據(jù)交換，以完成讀寫功能。頁內(nèi)的2112Bytes被劃分為2048 Bytes的主數(shù)據(jù)區(qū)和164 Bytes的輔助數(shù)據(jù)區(qū)，主數(shù)據(jù)區(qū)存放用戶數(shù)據(jù)，輔助數(shù)據(jù)區(qū)被用來儲存ECC(Error correctiON Code，錯誤校驗碼)、壞塊信息和文件系統(tǒng)相關代碼。其組織關系如圖1所示：