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芯科普 | 一文了解SPI NAND Flash和SPI NOR Flash的區別

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芯科普 | 一文了解SPI NAND Flash和SPI NOR Flash的區別
2023年02月28日

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在嵌入式系統領域,作為存儲設備的NOR Flash和NAND Flash,大家應該不陌生。早期NOR Flash的接口是并行口的形式,也就是把數據線,地址線并排設置在IC的管腳中。但是由于不同容量的并行口NOR Flash不能硬件上兼容(數據線和地址線的數量不一樣),并且封裝大,占用PCB板的位置較大,逐漸被SPI(串行接口)的 NOR Flash所取代。

SPI NOR Flash可以做到不同容量的 NOR Flash管腳兼容,且采用了更小的封裝形式(SOP8較為典型),很快取代了并行接口的NOR Flash成為市場主流。以至于現在很多人說起NOR Flash都直接以SPI Flash來代稱。

而NAND Flash由于采用了地址數據線復用的方式,并且統一了接口標準規定(x 8 bit or x 16 bit),從而在不同容量的兼容性上面基本沒有問題,所以這類封裝及接口形式沿用了很多年。近些年隨著產品小型化的需求越來越強烈,并且對方案成本的要求越來越高,SPI NAND Flash逐漸出圈。

SPI NAND Flash方案的主控(MCU)內可以不需要帶有傳統NAND的控制器,只需要有SPI的接口,再加入內置ECC,這樣可以減少主控的成本,以及省掉MCU做為硬件或軟件ECC的功能。

另外,SPI NAND Flash的封裝形式多采用 WSON、TFBGA等封裝,尺寸比傳統的NAND Flash TSOP的封裝要小很多,充分節省了PCB板的空間,較少的管腳數量,從而可以減小PCB的尺寸及層數,既滿足了市場小型化的需求也降低了產品的成本。

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SPI NAND Flash和SPI NOR Flash可以統稱為SPI Flash,即一種使用SPI通信的Flash,不同之處在于NAND和NOR的本質區別。

通俗來講,NOR Flash像內存,通常用于存儲程序代碼并直接在閃存內運行,NAND Flash是閃存,相較于市面上手機、PC等主流的嵌入式eMMC、SSD采用的TLC,SLC在可靠性和壽命方面優勢突出,但容量較小。SLC NAND基于串行SPI接口,引腳少、封裝尺寸小,在嵌入式系統領域需求不斷增加。

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如今各類電子設備的功能日趨復雜,在新興的緊湊型應用中都需要安裝嵌入式操作系統,對存儲容量的需求在不斷提升。NAND比NOR有更快的寫入速度,且對于頻繁擦寫有著更高的穩定性,目前SPI NAND Flash在智能穿戴、機頂盒、路由器、PON、網通模塊、物聯網、汽車等領域逐步普及。

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