Le migliori soluzioni di memoria flash: NOR o NAND sono ideali per il tuo progetto?

Devo ammettere che sono piuttosto ignorante quando si tratta di vino: dovrei prendere un vino bianco per la mia cena, o sarebbe più appropriato un rosso? E non mettetemi alla prova sulle differenze tra i vari bianchi o i vari rossi. So che esistono alcune linee guida su quale varietà abbinare a vari cibi e sapori, ma non ho idea di quali siano questi abbinamenti consigliati.

Proprio come i vini rossi e bianchi, le soluzioni di memorizzazione NOR flash e NAND flash sono simili ma diverse. Mentre la mancanza di competenza nel settore vinicolo potrebbe non costarvi il vostro appuntamento, non riuscire a distinguere le differenze tra NOR flash e NAND flash può mettere a rischio l'intero design hardware. Prima di fare la vostra scelta sulla migliore soluzione di memorizzazione flash per il vostro progetto—NOR, NAND, o entrambi—è necessario capire veramente cosa realizza ciascuno, e dove presentano delle lacune. In questo post, discuteremo di memorizzazione flash vs memoria, e NOR vs NAND flash.

I Fondamenti della Memorizzazione Flash

Ma prima, un breve ripasso sulla memoria flash. Probabilmente non impressionerai un appuntamento con questa conoscenza, ma le soluzioni di memoria flash interna rappresentano un tipo di soluzione di archiviazione che consente di conservare i dati per un periodo considerevolmente lungo. I dispositivi di soluzione di archiviazione di memoria flash sono spesso specificati per conservare i dati per almeno 10 anni, anche se realisticamente, la durata può diminuire a causa dell'uso continuo della memoria flash. La tecnologia degli hard drive SSD (solid-state) si basa sulla memoria flash interna per memorizzare le informazioni.

Nel design elettronico, la memoria flash è disponibile come un circuito integrato (IC) individuale e richiede un protocollo proprietario per scrivere, leggere e cancellare i dati sul bus parallelo bus del flash IC. Indipendentemente dal metodo di comunicazione, è comunque necessario eseguire il protocollo corretto per accedere alla cella di memoria interna.

A differenza della memoria ad accesso casuale statico (SRAM), le sezioni di memorizzazione dati esistenti su un indirizzo specifico nella progettazione della memoria flash interna devono essere cancellate prima che possa essere scritto un nuovo byte. La memoria interna del flash è organizzata in blocchi. L'operazione di cancellazione eliminerà un intero blocco che può variare da 8 KByte a 128 KByte, a seconda del tipo di soluzioni di memorizzazione flash utilizzate. In generale, ci sono due modi in cui un microcontrollore può interfacciarsi con i dispositivi di soluzione di memoria flash: bus seriale o parallelo.

NOR Flash vs. NAND Flash: Esplorare le Differenze

Se non lo si potesse indovinare dai loro nomi, il flash NOR e il flash NAND implicano una somiglianza delle caratteristiche della cella di memoria interna rispettivamente a quelle dei gate NOR o NAND. Ci sono differenze significative tra entrambi i tipi di memoria che influenzeranno la tua scelta nel design, come:

1. Tempo di Accesso: La memoria flash NAND è stata resa ideale per le chiavette USB grazie al suo rapido tempo di scrittura e cancellazione. La flash NAND offre un tempo di scrittura e cancellazione considerevolmente più veloce rispetto alla flash NOR; tuttavia, il suo svantaggio è un tempo di lettura lento. Tenendo presente ciò, la flash NAND è ideale per applicazioni come lettori MP3 e chiavette di memoria USB dove i dati coinvolti sono piccoli o brevi. Tuttavia, la flash NAND è inferiore per lo stoccaggio di codici firmware che vengono caricati ed eseguiti da un microcontrollore.

2. Densità di Memoria: A causa delle differenze nell'architettura interna, la flash NAND ha una densità di memoria superiore rispetto alla flash NOR. Tuttavia, questo vantaggio si ottiene a spese della capacità di eseguire letture ad accesso casuale. I dati che sono memorizzati in qualsiasi posizione nella flash NAND devono essere recuperati leggendo l'intera pagina dove risiedono i dati.

3. Durata di Vita: Dopo molti cicli di cancellazione, diventa solo questione di tempo prima che il design della memoria flash si consumi. La memoria flash NAND ha una durata più lunga rispetto alla NOR. Generalmente, i primi dispositivi supportano fino a 1.000.000 di cicli di cancellazione mentre i secondi possono degradarsi dopo 100.000 cicli. Poiché ciò può accadere solo in certi settori dei dispositivi di memorizzazione flash, l'algoritmo di livellamento dell'usura può aiutare a prolungare l'uso mappando i dati su altri settori.

C'è anche una forma più recente di flash, il 3D NAND. Questo approccio sovrappone le celle di memoria verticalmente per creare molto più memoria per pollice di scheda a circuito stampato. Il processo di fabbricazione per il 3D NAND è molto più complicato e costoso, ma può offrire un'alternativa se altre opzioni economicamente vantaggiose sono esaurite.

Decidere tra Flash NOR e NAND

In definitiva, la scelta tra flash NOR e flash NAND dipende dai requisiti e dallo scopo del tuo progetto. Se stai costruendo una fotocamera digitale o un telefono cellulare, il flash NAND è la scelta logica. Ma se hai bisogno della giusta memoria non volatile per avviare il tuo programma o necessiti di un accesso rapido al tuo algoritmo di validazione, allora il flash NOR è l'opzione giusta. Per alcune applicazioni, potresti addirittura richiedere entrambi i tipi di memoria flash per funzionare efficacemente. Ad esempio, un controllore di accesso tramite impronta digitale potrebbe memorizzare le informazioni biometriche sulla flash NAND e altri parametri di sicurezza sulla flash NOR.

Qualunque sia la tua scelta, dovrai comunque attenerti alle migliori pratiche PCB quando progetti con soluzioni di memoria flash.

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