datasheet

大容量NAND FALSH的原理及应用

2017-09-12来源: EEWORLD 关键字:NAND  FALSH  欧比特

作者:占连样,王烈洋,陈像,张水苹,黄小虎

   

1. 引言

NAND   FLASH被广泛应用于电子系统中作为数据存储。在各种高端电子系统中现场可编程门阵列(FPGA)已被广泛应用。FPGA灵活的硬件逻辑能实现对NAND  FLASH的读写操作。本文中阐述了一种基于NIOS II 软核的NAND FLASH的驱动方法。

2. VDNF2T16VP193EE4V25简介

欧比特公司的VDNF2T16VP193EE4V25是一款容量为2Tb、位宽为16位的NAND  FLASH,其内部由8片基片拓扑而成,其拓扑结构如下:

图1 VD1D8G08VS66EE8T7B拓扑结构

其主要特性如下:

Ø 总容量2Tb;

Ø 位宽:16位;

Ø SLC;

Ø 兼容ONFI2.2;

Ø 封装:PGA193;

Ø 电源:+3.3V(VCC)、+1.8V(VCCQ)。

3. VDNF2T16VP193EE4V25的控制器设计

大容量NAND FLASH控制器设计包括一个IP核设计。其基于NIOS II  的AVALON总线。AVALON总线能兼容大部分存储器接口,IP核将AVALON总线时序转接至NAND FLASH,从而对NAND  FLASH进行读写操作。

IP逻辑主要有片选信号产生、ALE、CLE、RE、WE等控制信号的转接。其中RE、WE信号可采用AVALON总线的RE、WE信号;CLE、ALE采用总线地址的低2位进行控制;片选数量较多可依据AVALON总线的byteen信号进行译码产生。

图2 控制器功能框图

//写信号

assign nand_wr_n = {avalon_wr_n,avalon_wr_n,avalon_wr_n,avalon_wr_n};

//读信号

assign nand_rd_n = {avalon_rd_n,avalon_rd_n,avalon_rd_n,avalon_rd_n};

//ALE信号,采用地址0

assign nand_ale = {avalon_add[0],avalon_add[0]};

//CLE信号,采用地址1

assign nand_cle = {avalon_add[1],avalon_add[1]};

//片选信号

assign nand_cs_n[0] = temcs[0]|avalon_byteen_n[0];

assign nand_cs_n[1] = temcs[0]|avalon_byteen_n[1];

……

IP核设计完成后采用QSYS进行硬件平台搭建,QSYS系统软核对外引出信号有EPCS、UART、NAND FLASH接口,在Quartus  II建立原理图块进行编译产生硬件信息。

采用Nios II Software Build Tools for Eclipse 对QSYS进行软件编程可实现对NAND FLASH的驱动。

//NAND FLASH数据寄存器地址定义

#define NandFlashDataReg0 (VDNF2T16_V1_0_BASE)

//NAND FLASH ALE寄存器地址定义

#define NandFlashAddReg0 (VDNF2T16_V1_0_BASE+4)

//NAND FLASH CLE寄存器地址定义

#define NandFlashCmdReg0 (VDNF2T16_V1_0_BASE+8)

……

以下为读取ID及坏块的信息:

******************************************************************

The cs=0 NAND_FLASH's ID is Right ,The ID is=0x2c881a7a9000

***********************************************************************

This cs=0 FLASH's Bank=0 have 5 BadBlocks:

The num=0 Bank LUN1's num=90 is BadBlock.

The num=0 Bank LUN1's num=91 is BadBlock.

The num=0 Bank LUN1's num=1738 is BadBlock.

The num=0 Bank LUN2's num=90 is BadBlock.

The num=0 Bank LUN2's num=91 is BadBlock.

The Number of Bank's Valid Block is Right.

……

4. 结论

本文阐述了一种通过FPGA实现对欧比特公司的大容量NAND   FLASH芯片VDNF2T16VP193EE4V25的操作方法。设计中采用ALTERA公司FPGA芯片,利用自建IP搭建硬件平台实现NAND   FLASH的驱动。该设计也可移植到其他FPGA上,可以很好地应用在各嵌入式电子系统中。

参考文献:

[1] 珠海欧比特控制工程股份有限公司. VDNF2T16VP193EE4V25使用说明书[Z]. 2016.

[2] Nios II Software Developer’s Handbook[Z].2011.

[3] Embedded Peripherals IP User Guide [Z].2011.

[4] Avalon Interface Specifications [Z].2011.


关键字:NAND  FALSH  欧比特

编辑:冀凯 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/article_201709123747.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:全球首款采用7纳米工艺的CCIX测试芯片即将问世
下一篇:美高森美的成本优化低功耗中等规模PolarFire FPGA器件

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

3D NAND技术畅想

当摩尔定律渐趋迟缓时,还能持续不断创造经济价值的方向之一是往三维(3D)制程的方向走。3D的努力最早始于封装:不能整合在同一个芯片上,那么封装在一起吧!但是也碰到了挑战—连接各层芯片的矽穿孔(Through Silicon Via;TSV)精度有限,因此也限缩了应用的范围。现在处于研发阶段的三维单晶堆叠(3D monolithic stacking)基本上也是芯片的堆叠。首先将需要高温制程的芯片置于最底层,上面再叠上已部分制程处理的芯片,继续进行剩余制程。三维单晶堆叠被寄予厚望,但实际应用有待展示。现在被应用于实际生产的3D技术是3D cross point以及3D NAND,后者我称之为真正的3D,因为制作过程有本质上的差异
发表于 2018-11-22

DRAM和NAND Flash价格继续下跌,多家公司受牵连

Baird 分析师 Tristan Gerra 周二 (2) 将美光科技降评至劣于大盘 (underperform),理由是该公司将受到存储器价格暴跌的长期影响。 截稿前,美光股价下跌 2.01%,暂报 36.09 美元。由于投资者越来越担心半导体周期恶化,其股价在过去三个月下跌超过 20%。  Baird 将美光从「优于大盘」下调至「劣于大盘」,目标价格从 75 美元下调至 32 美元,这意味着该股可能再下滑 12% 左右。 分析师 Tristan Gerra 在周二写给客户的报告当中提到:「DRAM 和 NAND Flash 价格持续恶化,导致连续 8 季的毛利率和每股纯益萎缩,NAND
发表于 2018-11-21
DRAM和NAND Flash价格继续下跌,多家公司受牵连

长江存储3D NAND好消息频传!32层年底投产、64层明年投产

        集微网消息(文/小北)近日,长江存储好消息频传,继32层3D NAND将于2018年底前投产,又有业内人士透露,Xtacking架构64层NAND已送样至合作伙伴进行测试。长江存储有望在2020年进入128层3D NAND并与国际大厂展开竞争。        今年4月,长江存储武汉基地芯片生产机台正式进场安装,这标志着国家存储器基地从厂房建设阶段进入量产准备阶段。集微网此前报道已指出,长江存储设备搬入、调试将耗费3个月左右的时间,然后开始小规模试产,顺利的话,将于四季度进行32层3D NAND闪存芯片的量产。   
发表于 2018-11-15

国外存储巨头垄断市场,国产公司的生存之路

企业,但由于是国家重点扶持的存储器IDM,所以受关注度一直很高。今年,由于到了走上产业化正轨的关键阶段,它们的新闻不断,有好的,也有坏的,可以说,真正考验这三家的时刻来了。 最新的消息来自于长江存储,是个喜讯,其32层3D NAND将于今年底前投入量产,也就是现在了,并要争取实现每月30万片晶圆的产能。另外,两天前爆出消息,有业界人士透露,长江存储Xtacking架构的64层NAND样品已经送至合作伙伴进行测试,读写质量大致稳定,预计最快将在2019年第3季投产。长江存储更计划在2020年跳过96层3D NAND,直接进入128层堆叠。 由于三星采用96层堆叠设计的第五代V-NAND已经量产,其它几家也会很快
发表于 2018-11-15
国外存储巨头垄断市场,国产公司的生存之路

仅需一年多时间见成效!中国Nand Flash进逼,韩国企业警戒

芯科技消息(文/西卡)中国的存储半导体什么时候会增长到威胁韩国的程度呢?韩国业界认为,相较DRAM的发展,Nand Flash领域看起来能更快追上韩国。尤其随着美国向中国内存企业福建晋华集成电路施压,更确认了这一发展的趋势。        一般认为,比起门坎较高的DRAM,中国企业进入NAND领域会成长得更快。如今美国直接施压,预计DRAM和NAND内存的发展差距会进一步拉大。虽然也有人认为,美国可能会对所有中国内存企业施压,但和从去年福建晋华与美光公司的诉讼问题不同,目前NAND领域并未出现特别的制裁措施,况且美国在找不到理由的情况下,可能也无法任意制裁中国企业。   
发表于 2018-11-07
仅需一年多时间见成效!中国Nand Flash进逼,韩国企业警戒

终端需求前景黯淡,10月份NAND Flash颗粒/Wafer合约价跌幅显著

        集微网消息,根据集邦咨询半导体研究中心调查,2018年NAND Flash市场全年供过于求。由于笔记本电脑及智能手机OEM库存皆已备足,再加上中美贸易摩擦、英特尔CPU缺货等影响,对于需求动能可以说是雪上加霜。因此,10月份除了SSD、eMMC/UFS价格持续下跌外,各类NAND Flash颗粒及Wafer产品的合约价跌幅更为显著。        DRAMeXchange分析师叶茂盛指出,在SLC NAND颗粒方面,中美贸易摩擦的效应持续蔓延,中兴被美国撤销制裁后,原本预计于第三季开出的网通标案并未如想象中顺利推进,但制造商已预先准备
发表于 2018-11-07

小广播

夏宇闻老师专栏

你问我答FPGA设计

北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved
pt type="text/javascript" src="//v3.jiathis.com/code/jia.js?uid=2113614" charset="utf-8">