如何选择嵌入式产品中的存储器类型呢（如何选择嵌入式产品中的存储器类型设置）

摘要：闪存是一种非易失性存储器。作为数据和系统存储的关键介质，它在嵌入式系统中发挥着重要作用。常见的Flash有NAND Flash、Nor Flash、eMMC等，本文将简单介绍不同Flash的区别和应用场景。

图1 HD6Q-CORE ARM核心板板载Flash

NAND Flash按照接口来划分。 NAND Flash分为串行和并行。串行意味着一次传输1 位，并行意味着一次传输多个位。下图中的并行Flash采用8位数据宽度，配合RE/WE等读写信号读写数据。 Serial Flash引脚较少，大多采用SPI或QSPI接口进行通信。一般来说，并行Flash的容量要高于串行Flash的容量。

图2 并行NAND Flash接口

图3 串行NAND Flash接口

根据颗粒密度，并行NAND Flash可分为SLC、MLC、TLC、QLC等，其中以SLC和MLC颗粒较为常用。

图4 SLC、MLC、TLC、QLC

第一代SLC（Single-Level Cell）每单元可存储1位数据（1bit/cell），性能好、寿命长，可承受10万次编程/擦除循环，但容量低、成本高。数量相对较少；第二代MLC（Multi-Level Cell）每单元可存储2位数据（2bits/cell）。其性能、寿命、容量、成本相对均衡，可承受10000次编程/擦除循环。目前主流核心板厂商大多配置该类型存储；第三代TLC（Trinary-Level Cell）每单元可存储3位数据（3bits/cell），但其性能和寿命有所恶化，只能承受3000次编程/擦写周期，但容量可做得更大，成本可以更低。是大多数固态硬盘的选择；第四代QLC（Quad-Level Cell）每单元可存储4位数据（4bits/cell），其性能、寿命进一步恶化，只能承受1000次编程/擦除周期，但容量更容易增加且成本持续降低。 Nor FlashNOR Flash是Intel于1988年创建的一种非易失性闪存技术。是市场上两种主要的非易失性闪存技术之一。根据接口区分，Nor Flash还可以分为并行和串行。由于并行Nor Flash容易出现兼容性问题，因此已逐渐被淘汰。目前常用的Nor Flash通常指的是串行Flash，即SPI Flash，其接口定义与图3一致。

与NAND Flash相比，Nor Flash容量较低，读写速度较慢，擦写速度较慢。与NAND Flash不同，NOR Flash支持Execute ON Chip，程序可以直接在Flash芯片中执行，因此非常适合作为嵌入式系统中的程序启动介质。

表1 NAND Flash Nor Flash存储介质对比表

eMMC

eMMC本质上是Nand flash，数据接口支持1bit、4bit和8bit。 eMMC=Nand flash + 闪存控制芯片+ 标准接口封装。其内部集成闪存控制器，具有读写协议、擦写平衡、坏块管理、ECC验证、电源管理、时钟管理、数据访问等功能。极大的降低了Nand-flash的使用难度。

图5 eMMC架构

在嵌入式系统中，Flash除了存储数据外，还有一个重要的功能，就是存储uboot启动程序。一般来说，系统可以直接从NorFlash启动，但不能直接从NAND Flash启动。如果系统要从NAND Flash启动，需要将NAND Flash的低4K代码复制到CPU内部的SRAM中，然后从SRAM中驱动。然后将FLASH的剩余代码复制到SDRAM中，并从SDRAM中开始执行main函数。启动流程如下图所示。

图6 NAND Flash启动方法

一般来说，当主控所需的存储容量较低时（如256M、512M），通常选择Nand flash。当主控所需的存储容量比较高时（比如4GB、8GB甚至32GB），选择eMMC会更划算。

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