NOR FLASH 和NAND FLASH的结构和特性
3.1 NOR FLASH的结构和特性
NOR FLASH的结构原理图见图3.1,可见每个Bit Line下的基本存储单元是并联的,当某个Word Line被选中后,就可以实现对该Word的读取,也就是可以实现位读取(即Random Access),且具有较高的读取速率,图3.1是一个3*8bit的NOR FLASH的原理结构图,图3.2是沿Bit Line切面的剖面图,展示了NOR FLASH的硅切面示意图,这种并联结构决定了NOR FLASH的很多特性。
(1)基本存储单元的并联结构决定了金属导线占用很大的面积,因此NOR FLASH的存储密度较低,无法适用于需要大容量存储的应用场合,即适用于code-storage,不适用于data-storage,见图3.3[3]。
(2)基本存储单元的并联结构决定了NOR FLASH具有存储单元可独立寻址且读取效率高的特性,因此适用于code-storage,且程序可以直接在NOR 中运行(即具有RAM的特性)。
(3)NOR FLASH写入采用了热电子注入方式,效率较低,因此NOR写入速率较低,不适用于频繁擦除/写入场合。
来个小贴士:NOR FLASH的中的N是NOT,含义是Floating Gate中有电荷时,读出‘0’,无电荷时读出‘1’,是一种‘非’的逻辑;OR的含义是同一个Bit Line下的各个基本存储单元是并联的,是一种‘或’的逻辑,这就是NOR 的由来。
3.2 NAND FLASH的结构和特性
NAND FLASH的结构原理图见图3.4,可见每个Bit Line下的基本存储单元是串联的,NAND读取数据的单位是Page,当需要读取某个Page时,FLASH 控制器就不在这个Page的Word Line施加电压,而对其他所有Page的Word Line施加电压(电压值不能改变Floating Gate中电荷数量),让这些Page的所有基本存储单元的D和S导通,而我们要读取的Page的基本存储单元的D和S的导通/关断状态则取决于Floating Gate是否有电荷,有电荷时,Bit Line读出‘0’,无电荷Bit Line读出‘1’,实现了Page数据的读出,可见NAND无法实现位读取(即Random Access),程序代码也就无法在NAND上运行。
图3.4是一个8*8bit的NAND FLASH的原理结构图,图3.5是沿Bit Line切面的剖面图,展示了NAND FLASH的硅切面示意图,NAND FLASH的串联结构决定了其很多特点.
(1)基本存储单元的串联结构减少了金属导线占用的面积,Die的利用率很高,因此NAND FLASH存储密度高,适用于需要大容量存储的应用场合,即适用于data-storage,见图3.3[3]。
(2)基本存储单元的串联结构决定了NAND FLASH无法进行位读取,也就无法实现存储单元的独立寻址,因此程序不可以直接在NAND 中运行,因此NAND是以Page为读取单位和写入单位,以Block为擦除单位,见图3.6。
(3)NAND FLASH写入采用F-N隧道效应方式,效率较高,因此NAND擦除/写入速率很高,适用于频繁擦除/写入场合。同时NAND是以Page为单位进行读取的,因此读取速率也不算低(稍低于NOR)。
来个小贴士:NAND FLASH的中的N是NOT,含义是Floating Gate中有电荷时,读出‘0’,无电荷时读出‘1’,是一种‘非’的逻辑;AND的含义是同一个Bit Line下的各个基本存储单元是串联的,是一种‘与’的逻辑,这就是NAND 的由来。