在尋找完美“通用存儲(chǔ)器”的過(guò)程中，嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)師就象是戲劇《等待戈多》中的人物一樣，他們一直等待舞臺(tái)下的人物“戈多”走上舞臺(tái)，同時(shí)又在猜測(cè)舞臺(tái)上正在表演的人物或新人中哪個(gè)是戈多。

　　正如大家所知的那樣，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)樣一直在等待“舞臺(tái)下”出現(xiàn)一種叫作“通用存儲(chǔ)器”的“半導(dǎo)體人物”，以便取代從大型機(jī)、迷你計(jì)算機(jī)和臺(tái)式機(jī)傳承下來(lái)的存儲(chǔ)層次（memory hierarchy）體系：非易失性硬盤(pán)用于長(zhǎng)期的海量存儲(chǔ)和備份，動(dòng)態(tài)ram用于局部快速存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)，而sram和rom則分別專(zhuān)門(mén)用于快速存取和代碼存儲(chǔ)。

　　隨著運(yùn)算結(jié)構(gòu)的嵌入、移動(dòng)和便攜特性越來(lái)越突出，這種需求也越來(lái)越強(qiáng)烈，作為“通用存儲(chǔ)器”的候選產(chǎn)品開(kāi)始陸續(xù)登場(chǎng)。有些產(chǎn)品，如eeprom、eprom、uv-eprom、鐵電ram和各種偽ram組合已經(jīng)開(kāi)始走下坡路，磁性ram等其它產(chǎn)品雖開(kāi)始受到矚目，但由于眾多經(jīng)濟(jì)和技術(shù)原因卻受到質(zhì)疑。

　　不過(guò)，目前的一些“角色”特別是各種nand和nor閃速eprom正在被它們的供應(yīng)商吹捧為“舞臺(tái)下人物”－通用存儲(chǔ)器，或者至少是它的“親戚”或“很近的朋友”，這其中包括了onenand、ornand、inand、gbnand、movinand、managednand和nandrive等。由于有眾多“演員”急于要擔(dān)當(dāng)角色，因此選擇正確的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)已變得越來(lái)越復(fù)雜，特別是在你既要給移動(dòng)和嵌入式系統(tǒng)增加更多的多媒體功能，同時(shí)又要縮小物理尺寸和降低系統(tǒng)總成本的時(shí)候，系統(tǒng)中不僅代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器需求會(huì)有所增加，而且你設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)必須更加精簡(jiǎn)可靠。

　　閃存是最實(shí)用的解決方案，但了解哪種閃存最適合系統(tǒng)使用是關(guān)鍵。nand、nor、可管理nand和一些混合存儲(chǔ)器中哪種才是最佳選擇呢？

　　nand閃存是一種需要缺陷管理的高密度低價(jià)格非易失性存儲(chǔ)器，用這種存儲(chǔ)器來(lái)滿(mǎn)足這些不斷增長(zhǎng)的代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器需求會(huì)使存儲(chǔ)器子系統(tǒng)更加復(fù)雜。再加上需要支持不同的存儲(chǔ)器類(lèi)型、接口、供應(yīng)商和特殊供應(yīng)商規(guī)范，因此存儲(chǔ)器子系統(tǒng)將愈加復(fù)雜。

　　一個(gè)完整、可管理的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)解決方案可以用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的ram(psram或sdr/ddr sdram)接口來(lái)設(shè)計(jì)。這種可管理的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)可以與主芯片組/處理器實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成，并且主系統(tǒng)無(wú)需再要應(yīng)對(duì)內(nèi)嵌存儲(chǔ)器件的復(fù)雜性和不足問(wèn)題。

　　與nand閃存不同的是，nor閃存是目前嵌入式系統(tǒng)中最老也是應(yīng)用最廣泛的存儲(chǔ)器之一，它可以用于代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。其主要優(yōu)點(diǎn)是代碼可以直接在nor閃存中執(zhí)行。另外，nor閃存可以直接與主處理器接口，因此設(shè)計(jì)方便，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的快速上市。

　　隨著嵌入式系統(tǒng)中多媒體功能的增加，對(duì)代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的需求也不斷上升。對(duì)這些應(yīng)用而言，與其它方案(如nand閃存)相比，采用更高密度的nor閃存做代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)將提升成本。另外，目前最高密度的nor閃存只有1gb。而且多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器需要較高的讀寫(xiě)性能。因此在許多嵌入式應(yīng)用(例如高端手機(jī))中系統(tǒng)設(shè)計(jì)師轉(zhuǎn)用nand閃存來(lái)存儲(chǔ)多媒體文件和應(yīng)用代碼。

用于代碼和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的nand

　　nand閃存非常適合需要大量代碼存儲(chǔ)(如操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序)以及大量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的應(yīng)用，因?yàn)閚and閃存不貴，而且可以提供較高的密度(一個(gè)裸片可高達(dá)16gb)。與nor不同的是，nand閃存不支持芯片內(nèi)執(zhí)行(xip)或隨機(jī)存取。因此一些使用nand閃存的系統(tǒng)需要一個(gè)低密度的nor閃存用于系統(tǒng)啟動(dòng)和bios代碼執(zhí)行。在其它系統(tǒng)中，nand閃存控制器或主處理器中的嵌入式啟動(dòng)rom可提供啟動(dòng)功能。在系統(tǒng)啟動(dòng)后，基于nand的系統(tǒng)將使用代碼映射或需求分頁(yè)功能執(zhí)行代碼。在代碼映射模式下，整個(gè)操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序?qū)膎and閃存挎貝到系統(tǒng)ram，而在需求分頁(yè)模式時(shí)，將根據(jù)需要將部分操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序挎貝到系統(tǒng)ram中執(zhí)行。

　　雖然nand閃存與nor相比價(jià)格便宜，而且有更高的密度，但nand可靠性低，對(duì)許多應(yīng)用而言需要輔以包括誤差檢測(cè)和糾正以及損耗均衡在內(nèi)的缺陷管理手段才具有可用性。這些nand閃存管理功能要求復(fù)雜的硬件和軟件。圖1顯示了主芯片組與獨(dú)立nand閃存相接口的系統(tǒng)。在這樣的系統(tǒng)中，缺陷管理功能必須由主芯片組來(lái)實(shí)現(xiàn)。在主處理器上運(yùn)行這種閃存管理功能需要一定的軟件開(kāi)發(fā)，并且要耗用一些主機(jī)的cpu和存儲(chǔ)器資源，因此容易降低系統(tǒng)總性能。

圖1：主芯片組與獨(dú)立nand閃存直接接口的系統(tǒng)框圖。

　　隨著nand閃存供應(yīng)商采用越來(lái)越小的工藝尺寸，單層單元(slc)nand閃存的ecc(糾錯(cuò)碼)要求已經(jīng)從每512字節(jié)扇區(qū)的1位增加到4位，而多層單元(mlc)nand閃存也從每512字節(jié)扇區(qū)的4位增加到8位糾錯(cuò)編碼。頁(yè)面尺寸則從512字節(jié)增加到4096字節(jié)。一些較小尺寸的slc nand閃存的可用性則從10萬(wàn)次降低到5萬(wàn)次，mlc nand閃