1.闪存芯片是什么

闪存芯片是一种对闪存存储单元进行分层管理的芯片，内部结构由高到低可表示为：芯片封装(Package)→层(Die)→块(Block)→页(Page)→存储胞元(Cell)。存芯片的操作单位为页(page)，每个 page 的容量一般为 4KB 或者 8KB，在 page 的数据区之外还有一块带外区域(Out of Band，OOB)，一般在 128 字节以上，一般用来存储页面的元数据信息和校验信息。

2.闪存芯片的类型

闪存也有不同类型，其中主要分为NOR型和NAND型两大类。

NOR型与NAND型闪存的区别很大，打个比方说，NOR型闪存更像内存，有独立的地址线和数据线，但价格比较贵，容量比较小;而NAND型更像硬盘，地址线和数据线是共用的I/O线，类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线传送一般，而且NAND型与NOR型闪存相比，成本要低一些，而容量大得多。因此，NOR型闪存比较适合频繁随机读写的场合，通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行，手机就是使用NOR型闪存的大户，所以手机的“内存”容量通常不大;NAND型闪存主要用来存储资料，我们常用的闪存产品，如闪存盘、数码存储卡都是用NAND型闪存。

3.闪存芯片的几种工作状态

(1)按页读操作

闪存芯片的默认状态为读状态。读操作是以通过4 个地址周期将00h 地址写到指令寄存器为开始指令,一旦该指令被锁存,就不能在下页中写入读操作了。

可以通过写入随机数据输出指令来从一页中随机地输出数据。数据地址可以从将要输出的数据地址中通过随机输出指令自动找到下一个地址。随机数据输出操作可以多次使用。

(2)页编程

闪存芯片的编程是按页进行的, 但它在单页编程周期中支持多个部分页编程, 而部分页的连续字节数为2112。写入页编程确认指令(10h) 即可开始编程操作,但写入指令(10h) 前还必须输入连续数据。

连续装载数据在写入连续数据输入指令(80h)后,将开始4 个周期的地址输入和数据装载,而字却不同于编程的数据, 它不需要装载。芯片支持在页中随机输入数据,并可根据随机数据输入指令(85h)自动变换地址。随机数据输入也可以多次使用。

(3)缓存编程

缓存编程是页编程的一种, 可以由2112 字节的数据寄存器执行, 并只在一个块中有效。因为闪存芯片有一页缓存, 所以当数据寄存器被编入记忆单元中时它便可以执行连续数据输入。缓存编程只有在未完成的编程周期结束且数据寄存器从缓存中传数后才能开始。通过R/ B 脚可以判断内部编程是否完成。如果系统只用R/ B 来监控程序的进程,那么,最后一页目标程序的次序则必须由当前页编程指令来安排。

(4)存储单元复录

该功能可以快速有效地改写一页中的数据而不需要访问外部存储器。因为消耗在连续访问和重新装载上的时间被缩短, 因而系统的执行能力会提高。尤其当块的一部分被升级而剩下的部分需要复制到新的块中去时, 它的优势就明显显示出来了。该操作是一个连续执行的读指令, 但不用连续地到目的地址访问和复制程序。一个原始页地址指令为“35h 的读操作, 就可以把整个2112 字节的数据转移到内部数据缓冲器中。当芯片返回就绪状态时,带有目的地址循环的页复制数据输入指令就会写入。而该操作中的错误程序会由“通过/ 失败”状态给出。但是,如果该操作的运行时间过长,将会由于数据丢失而引起位操作错误,从而导致外部错误“检查/ 纠正”设备检查失效。由于这个原因, 该操作应使用两位错误纠正。

(5)块擦除

闪存芯片的擦除操作是以块为基础进行的。块地址装载将从一个块擦除指令开始, 并在两个循环内完成。实际上, 当地址线A12～A17 悬空时,只有地址线A18～A28 可用。装入擦除确认指令和块地址即可开始擦除。该操作必须按此顺序进行, 以免存储器中的内容受到外部噪声的影响而出现擦除错误。

(6)读状态

闪存芯片内的状态寄存器可以确认编程和擦除操作是否成功完成。在写入指令(70h) 到指令寄存器后, 读循环会把状态寄存器的内容在CE或RE 的下降沿输出到I/ O。而在新的指令到达前, 指令寄存器将保持读状态, 因此如果状态寄存器在一个随机读循环中处于读状态, 那么在读循环开始前应给出一个读指令。

以上就是有关于闪存芯片的定义、类型及工作状态的全面梳理，如果还想了解更多芯片行业的相关内容，敬请关注三个皮匠报告网站。

推荐阅读

什么是全闪存?和混合闪存的区别有哪些?

数据处理芯片是干啥的?有哪些?

《百易传媒：2022闪存市场全景白皮书(58页).pdf》

《IDC：迈入全闪存数据中心时代-领跑数字化转型(41页).pdf》