可管理NAND：適用于移動(dòng)設備的嵌入式大容量存儲革新

　　與多年前相比，現在的移動(dòng)消費電子裝置結構復雜，功能豐富，能夠存儲大量音樂(lè )、照片和視頻內容。讓人欣慰的是，存儲系統的體系結構能夠適應這些新的數據密集型應用。例如，適用于大容量存儲的高性?xún)r(jià)比緊湊型 NAND 閃存就替代了手機、MP3 播放器和數碼相機中使用的 NOR 閃存和其它非易失性存儲裝置。 

　　隨著(zhù)工藝技術(shù)的進(jìn)步，存儲器密度大約每 12 至 18 個(gè)月即提高一倍。對于 NAND 閃存而言，這意味著(zhù)對多層單元 (MLC) 技術(shù)的重視程度日益提高。傳統的單層單元 (SLC) NAND 閃存每個(gè)存儲單位能夠存儲一個(gè)數據位。MLC 技術(shù)能夠實(shí)現在單個(gè)存儲單元中存放多個(gè)數據位，數據的存儲容量達到相同大小 NAND 閃存設備的兩倍。MLC NAND進(jìn)一步加快了 NAND 閃存的每字節成本，并為新的應用提供了發(fā)展空間。市場(chǎng)趨勢顯示MLC 閃存的出貨量在 2007 年初超過(guò)了 SLC 閃存。 

　　MLC NAND 的采用，NAND 產(chǎn)品周期的縮短讓系統設計人員的工作越來(lái)越復雜。傳統的SLC NAND 閃存，每 512 字節只需要一位錯誤校驗碼，大多數新型嵌入式處理器都可以直接為其提供支持。而現在的 MLC 閃存設備卻不同，需要每 512 字節扇區 4 位校驗碼,將來(lái)的 MLC NAND 對 ECC 的要求將超過(guò)每 512 字節扇區 8 位校驗。高級 ECC 算法的實(shí)現和硬件加速電路對嵌入式處理器和主機系統在設計方面構成了很大的挑戰。 

　　系統設計人員還必須能夠應對 NAND 閃存的快速更新?lián)Q代，以及不同供應商之間產(chǎn)品功能差別帶來(lái)的挑戰。系統設計人員和處理器制造商為跟上 NAND 閃存制造商的步伐必須在硬件和軟件開(kāi)發(fā)方面進(jìn)行更多資源投入。更為重要的是，額外的開(kāi)發(fā)工作可能會(huì )對上市時(shí)間產(chǎn)生較大影響。 

　　Micron 可管理 NAND 

　　正確的解決辦法是：采用 Micron 的創(chuàng )新式可管理 NAND 產(chǎn)品?？晒芾?NAND 閃存將Micron 的高質(zhì)量低成本 NAND 閃爍存儲器與半高型高速MultiMediaCard. (MMC) 控制器結合在一起，并采用了符合 JEDEC 標準的 BGA 封裝和高級 10 信號接口。

　　MMC 是一種特征突出的高性能接口，無(wú)線(xiàn)消費電子應用中的幾乎所有嵌入式處理器均支持該接口。如果使用 8 位數據總線(xiàn)和標準 BGA，可管理 NAND 支持 52 MB/秒（峰值）的接口速率。因為處理器的接口沒(méi)有變化，所以 BGA 中的 NAND 底層技術(shù)可以在不影響應用的情況下更改。這種方法能夠延長(cháng)更高密度解決方案的使用壽命，從而能夠通過(guò)一種系統主板設計支持多種元件密度。 

　　可管理 NAND 的另一個(gè)主要優(yōu)勢是消除了對主機處理器上特定供應商閃存固件及驅動(dòng)程序的依賴(lài)（這種依賴(lài)性使得主機處理器需要協(xié)調程序/擦除/讀取功能并管理壞塊和壞位）從而將標準的 NAND 成為簡(jiǎn)單的讀寫(xiě)設備。主機處理器不必考慮諸如 NAND 塊大小、頁(yè)面大小、新增功能、進(jìn)程產(chǎn)生、MLC 與 SLC、平均讀寫(xiě)算法以及 ECC 要求等不必要的NAND 功能細節。只要具有工業(yè)標準的通用 MMC 設備驅動(dòng)程序即可讓處理器與 Micron可管理 NAND 以及其它供應商生產(chǎn)的符合相同標準的產(chǎn)品實(shí)現無(wú)縫配合。 

　　可管理 NAND 設備概念已被提議作為一種行業(yè)標準被大家接受。The MultiMediaCard Association 和 JEDEC 于 2006 年 12 月聯(lián)合宣布將 eMMC. 作為此類(lèi)別閃爍存儲設備的名稱(chēng)和商標。 

　　                  圖 1：NAND 閃存配置可管理 NAND 功能 

　　可管理 NAND 是一種具有 MMC 接口的多合一存儲器和控制器設備。它符合MMC 系統規范版本 4.2，并且與 MMCplus.、MMCmobile.、MMCmicro. 以及過(guò)去的MMC 完全兼容。 

　　主要功能： 

　　可同時(shí)支持 MMC 和 SPI 模式操作 
　　主機可選擇 x1、x4 和 x8 I/O 
　　52 MHz 時(shí)鐘速度（最高） 
　　416 Mb/s (52 MB/s) 數據速率（最高） 
　　3.3V 和 1.8V 工作電壓 
　　密碼保護 
　　永久和臨時(shí)寫(xiě)保護 
　　內部 ECC、平均讀寫(xiě)算法和數據塊管理。