SAMSUNG FLASH-Speicherchips. Vergleichsdaten

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anwendung von Mikroschaltungen

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Der Artikel beschreibt die 4 Gbit Flash-Speicherchips K9K4G08Q0M-YCB0/YIB0, K9K4G16Q0M- YCBO/YIBO, K9K4G08U0M- YCBO/YIBO, K9K4G16U0M-YCB0/YIB0. Diese Mikroschaltkreise werden als nichtflüchtiger Speicher in Verbraucher-, Industrie- und Computergeräten verwendet. In digitalen Video- und Fotokameras, Diktiergeräten und Anrufbeantwortern dienen diese Chips als Speicher für Bild und Ton als Teil von Solid-State-Flash-Laufwerken.

Flash-Speicherchips werden nach Versorgungsspannung und Architektur in Gruppen eingeteilt (Tabelle 1). Im Tisch. 2 zeigt die Pinbelegung von Flash-Speicherchips.

Tabelle 1

Tabelle 2

K9K4GXXX0M-Chips haben eine Kapazität von 4 Gbit mit einer Reserve von 128 Mbit (die tatsächliche Kapazität beträgt 4 Bit) und eine Architektur von 429 Mbit x 185 oder 024 Mbit x 512 mit einer Zuverlässigkeit von bis zu 8 Million Schreib-/Löschzyklen. 256-Bit-Chips sind in 16 x 1 Seiten organisiert, und 8-Bit-Chips sind in 2112 x 8 Spalten organisiert. Alle Mikroschaltungen verfügen über Reservebits, die sich in 16 Zeilen mit den Adressen 1056-16 für 128-Bit-Mikroschaltungen oder in 2048 Spalten mit den Adressen 2111-8 für 64-Bit-Mikroschaltungen befinden. Um die Datenübertragung während eines Seitenlese-/Schreibvorgangs zwischen Speicherzellen und I/O-Ports zu organisieren, verfügen diese Mikroschaltungen über sequentiell verbundene Datenregister mit einer Größe von 1024 Bytes für eine 1055-Bit-Mikroschaltung und 16 Wörtern für eine 2112-Bit-Mikroschaltung und Register Cache der entsprechenden Größe. Das Speicherarray besteht aus 8 verbundenen Zellen, die sich auf verschiedenen Seiten befinden und durch eine NAND-Struktur verbunden sind. 1056 Zellen, die 16 32I-NOT-Strukturen kombinieren und sich auf 32 Seiten befinden, bilden einen Block. Eine Sammlung von 135168- oder 2-Bit-Blöcken bildet ein Speicherarray.

Die Leseoperation wird Seite für Seite durchgeführt, während die Löschoperation nur Block für Block ist: 2048 einzeln gelöschte 128-KB-ps-Blöcke (für 8-Bit-Mikroschaltungen) oder 64-KWort-Blöcke (für 16-Bit-Mikroschaltungen). Das Löschen einzelner Bits ist nicht möglich.

Das Schreiben einer Seite auf die Chips dauert 300 μs und das Löschen dauert 2 ms pro Block (128 KB für 8-Bit-Chips oder 64 Kwords für 16-Bit-Chips). Ein Datenbyte wird in 50 ns von der Seite gelesen.

Um Daten in Mikrochips aufzuzeichnen und zu steuern, gibt es einen eingebauten Controller, der den gesamten Prozess bereitstellt, einschließlich, falls erforderlich, der Wiederholung der Vorgänge der internen Überprüfung und der Datenkennzeichnung. Die K9K4GXXX0M-Mikroschaltkreise verfügen über ein System zur Informationsüberprüfung mit Fehlerkorrektur und Aussonderung fehlerhafter Daten in Echtzeit.

Chips haben 8 oder 16 Multiplex-E/A-Adressen. Diese Lösung reduziert die Anzahl der beteiligten Ausgänge drastisch und ermöglicht spätere Upgrades von Geräten, ohne deren Größe zu erhöhen. Befehle, Adressen und Daten werden auf niedrigem Pegel am CE-Pin durch das Abfallen des WE-Signals durch die gleichen Eingangs-/Ausgangspins eingegeben. Die Eingabeinformationen werden an der ansteigenden Flanke des WE-Signals in die Pufferregister geschrieben. Die Signale Befehlsschreibfreigabe (CLE) und Adressschreibfreigabe (ALE) werden verwendet, um den Befehl bzw. die Adresse durch dieselben I/O-Stifte zu multiplexen.

Tabelle 3

* Innerhalb einer Seite ist eine beliebige Eingabe / Ausgabe von Daten möglich

Im Tisch. 3 zeigt die Steuerbefehle der Mikroschaltungen. Die Eingabe anderer, nicht in der Tabelle aufgeführter, hexadezimaler (HEX) Befehlscodes an die Eingaben führt zu unvorhersehbaren Folgen und ist daher verboten.

Um die Schreibgeschwindigkeit beim Empfang großer Datenmengen zu verbessern, kann der Onboard-Controller Daten in Cache-Register schreiben. Wenn der Strom eingeschaltet wird, bietet der eingebaute Controller automatisch Zugriff auf das Speicherarray, beginnend mit der ersten Seite, ohne einen Befehl und eine Adresse einzugeben. Zusätzlich zu der verbesserten Architektur und Schnittstelle hat der Controller die Fähigkeit, den Inhalt einer Speicherseite auf eine andere zu kopieren (zu überschreiben), ohne auf einen externen Pufferspeicher zuzugreifen. Die Datenübertragungsgeschwindigkeit ist in diesem Fall schneller als im Normalbetrieb, da zeitraubende sequentielle Zugriffe und Dateneingabezyklen entfallen.

Keulung blockieren

Speicherblöcke in K9K4GXXX0M-Chips werden als ungültig definiert, wenn sie ein oder mehrere ungültige Bits enthalten, deren eindeutiges Lesen nicht garantiert ist. Informationen aus ungültigen Blöcken werden als „ungültige Blockinformationen“ behandelt. Mikroschaltungen mit ungültigen Blöcken unterscheiden sich nicht in ihren statischen und dynamischen Eigenschaften und haben das gleiche Qualitätsniveau wie Mikroschaltungen mit allen korrekten Blöcken. Unzulässige Blöcke haben keinen Einfluss auf den Betrieb normaler Blöcke, da sie durch einen Auswahltransistor von der Bit- und der gemeinsamen Stromschiene isoliert sind. Das System ist so konzipiert, dass bei ungültigen Blöcken die Adressen blockiert werden. Dementsprechend besteht schlichtweg kein Zugriff auf fehlerhafte Bits.

Ungültige Blockkennung

Der Inhalt aller Chipzellen (außer denen, in denen Informationen über ungültige Blöcke gespeichert sind) mit den Adressen FFh für 8-Bit und FFFFh für 16-Bit kann gelöscht werden. Die Adressen ungültiger Blöcke, die sich im Reservebereich des Speicherarrays befinden, werden durch das erste Byte für 8-Bit-Chips oder das erste Wort für 16-Bit-Chips bestimmt. Der Hersteller garantiert, dass entweder die 1. oder 2. Seite jedes Blocks mit Adressen ungültiger Zellen Daten in Spalten mit Adressen 2048 (für 8-Bit) oder 1024 (für 16-Bit) enthält, die sich jeweils von FFh ​​bzw. unterscheiden FFFFh. Da auch Informationen über ungültige Blöcke gelöscht werden können, ist es in den meisten Fällen nicht möglich, die Adressen fehlerhafter Blöcke wiederherzustellen, wenn sie gelöscht werden. Daher muss das System über einen Algorithmus verfügen, der in der Lage ist, eine löschsichere Tabelle ungültiger Blöcke zu erstellen, die auf den ursprünglichen Informationen über fehlerhafte Blöcke basiert.

Nach dem Löschen des Speicherarrays werden die Adressen dieser Blöcke erneut aus dieser Tabelle geladen. Jede absichtliche Löschung der ursprünglichen Informationen über ungültige Blöcke ist verboten, da dies zu einem fehlerhaften Betrieb des Systems als Ganzes führt.

Im Laufe der Zeit kann die Anzahl der ungültigen Blöcke zunehmen, daher sollten Sie die tatsächliche Speicherkapazität regelmäßig überprüfen, indem Sie die Adressen der ungültigen Blöcke mit den Daten in der Backup-Tabelle ungültiger Blöcke vergleichen. Für Systeme, die eine hohe Fehlertoleranz erfordern, ist es am besten, die Möglichkeit des Block-für-Block-Neuschreibens eines Speicherarrays mit einem Vergleich der Ergebnisse mit tatsächlichen Daten vorzusehen, wodurch Blöcke mit falschen Informationen schnell identifiziert und ersetzt werden. Die Daten aus dem erkannten ungültigen Block werden in einen anderen, normalen leeren Block übertragen, ohne benachbarte Blöcke des Arrays zu beeinflussen und den eingebauten Puffer zu verwenden, dessen Größe der Größe des Blocks entspricht. Dazu werden Befehle zum blockweisen Umschreiben bereitgestellt.

Veröffentlichung: cxem.net

Siehe andere Artikel Abschnitt Anwendung von Mikroschaltungen.

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