NAND FLASU在储存测试系统中的应用

　　计算机技术的高速发展，存储系统容量从过去的几KB存储空间，到现在的T8；乃至不久的将来要达到的PB存储空间，其数据存取的能力在飞速扩展。随之而来产生的SCSI、FC、SAN、iSCSI、IPStorage和数据生命周期管理等崭新的领域，更给计算机技术和网络技术赋予了蓬勃的生命力。存数性能的提升通常是通过在基础结构上增加更多的物理磁盘驱动数目或者采用更快转速的磁盘驱动器来完成。

　　机载存储设备要求具有高的可靠性和高抗撞击、抗震、防潮、耐高压和承受高温的特点，而磁盘驱动器存取数据时有机械转动，其抗冲击，抗震动性不强，所以不适用于航空航天等恶劣环境下使用。基于半导体存储芯片闪存的固态存储器(SSD)的出现很好的解决了以上问题。SSD作为储存介质，没有机械转动部件、存储密度高、可靠性高、体积小、重量轻，并且抗震动、抗冲击、温度适应范围宽，具有很强的环境适应性，可以满足苛刻条件下的数据储存要求，因此，高性能大容量固态存储器已成为军用重大项目中的只要数据储存方式。


1 NAND FLASH Memory的控制要求

1．1 NAND FLASI-1存储器结构功能介绍

　　我们选用的是三星公司的K9K8G08UOM型FLASH芯片作为存储系统的介质，该款NAND F1ash存储容量为8448Mbit，其中主数据区为8192M bit，辅助数据区为256Mbit，工作电压为2．7V~3．6V，I／O端口的宽度为8位。NAND FLASH不同于NOR FLASH，NOR FLASH在出厂时不容许芯片有坏块存在，而NAND FLASH容许成品中存在坏块，这是NAND技术所特有的现象。

　　芯片内的8448M bit内存是按块和页的概念来组织的，一个FLASH存储器包含8192块(block)，每块包含64页(page)，每页有2112 Bytes。芯片内具有一个容量为2112 Bytes的数据寄存器，称为页寄存器，用来在数据存取时作为缓冲区，当对芯片内的某一页进行读写时，其数据首选被转移到此数据寄存器内，通过数据缓冲区和芯片外进行数据交换，以完成读写功能。页内的2112Bytes被划分为2048 Bytes的主数据区和164 Bytes的辅助数据区，主数据区存放用户数据，辅助数据区被用来储存ECC(Error correction Code，错误校验码)、坏块信息和文件系统相关代码。其组织关系如图1所示：

K9K8GOSUOM地址是通过复用8个I／O口送入芯片的。这样的设计显著减少了芯片的管脚数目，并为系统升级带来了方便。在CE和WP为低时，把WE置低可以把K9K8G08UOM的命令、地址和数据通过I／O口写进去。数据在WE的上升沿写入芯片。命令锁存使能(CLE)和地址使能锁存(ALE)用来区分I／O口的数据是命令还是地址。K9K8G08UOM有1G字节地址空间，需要30位的地址，所以字节的地址需要五个周期依次送入：行低地址、行高地址、列低地址、列中地址、列高地址。页的读操作和编程操作都需要同样的五个地址周期紧跟在相应的命令输入之后。然而，在块的擦除操作中，只要有三个地址周期。不同的操作通过往命令寄存器写不同的命令来区分。