ROM的选型

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2024年1月12日发(作者：)

ROM的选型

ROM用来存储程序代码，系统配置参数及系统运行过程中需要记录的各种信息。

目前常用的存储类型有Serial Flash、串行F-RAM、NAND Flash等。

FLASH：在线进行电擦写，掉电后信息不丢失的存储器。低功耗、大容量，可整片或分扇区在线编程和擦除，通常用于存放程序代码、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等。

NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。

NOR FLASH的特点是芯片内执行(XIP， Execute In Place就位执行)，这样应用程序可以直接在FLASH闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高，在1～4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。

NAND结构能提供极高的存储单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。

接口差别：

NOR带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节。

NAND器件使用复杂的I/O口来串行存取数据，各个产品或厂商的方法个不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。

NAND读和写操作采用512字节的块，这一点有点像硬盘管理此类操作，很自然地，基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。

容量和成本：

NAND的单元尺寸几乎是NOR器件的一半，由于生产过程更为简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了价格。

NOR占据了容量1-16MB闪存市场的大部分，而NAND只是用在8-128MB的产品当中，这也就说明了NOR主要应用于代码存储介质中，NAND适合于数据存储，NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存储卡市场上所占份额最大。

同时NAND受到位反转和坏块的影响其单元尺寸几乎是NOR FLASH的一半，由于生产过程更为简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，也就相应地降低了成本。NAND中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR FLASH的擦写次数是十万次，因此NAND更具有优势。，需要ECC算法和标记坏块对这些现象进行相应处理。

寿命：

在NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR的擦写次数是十万次。NAND存储器除了具有10比1的块擦除周期优势，典型的NAND块尺寸要比NOR器件小8倍，每个NAND存储器块在给定的时间内的删除次数要少一些。但位反转的问题更多见于NAND闪存，NAND的供应商建议使用NAND闪存的时候，同时使用EDC/ECC算法。

坏块处理：

NAND器件中的坏块是随机分布的。以前也曾有过消除坏块的努力，但发现成品率太低，代价太高，根本不划算。

NAND器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块，并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中，如果通过可靠的方法不能进行这项处理，将导致高故障率。

易于使用：

可以非常直接地使用基于NOR的闪存，可以像其他存储器那样连接，并可以在上面直接运行代码。

由于需要I/O接口，NAND要复杂的多。各种NAND器件的存取方法因厂家而已。

在使用NAND器件时，必须先写入驱动程序，才能继续执行其他操作。向NAND器件写入信息需要相当的技巧，因为设计师决不能向坏块写入，这就意味着在NAND器件上自始至终都必须进行虚拟映射。

软件支持：

当讨论软件支持的时候，应该区别基本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘仿真和闪存管理算法的软件，包括性能优化。

在NOR器件上运行代码不需要任何的软件支持，在NAND器件上进行同样

操作是，通常需要驱动程序，也就是闪存技术驱动程序（MTD），NAND和NOR器件在进行写入和擦除操作时都需要MTD。

使用NOR器件时所需要的MTD要相对少一些，许多厂商都提供用于NOR器件的更高级软件，这其中包括M-System的TureFFS驱动，该驱动被Wind River

System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等厂商所采用。

驱动还用于对DiskOnChip产品进行仿真和NAND闪存的管理，包括纠错、坏块处理和损耗平衡。

ONENAND是针对消费类电子和下一代移动手机市场而设计的，一种高可靠性嵌入式存储设备。其集成了SRAM的缓存和逻辑接口，既实现NOR Flash的高速读取速度，又保留了NAND-Flash的大容量数据存储的优点。基于ONENAND的芯片组的主要目标将是3G电话。写速度为17MB/s的这种存储器能保证对超过HSDPA规定的连续数据流无线下载。除多媒体手机设计外，ONENAND肯定是混合硬盘用非易失性缓冲器一个有价值的选择。目前，采用60nm工艺技术的芯片可提供高达2Gb的存储容量。

ONENAND/NAND/ Nor 三种Flash的区别

应用需求

快速随机读取

快速顺序读取

快速 写/编程

同时擦除多个块

擦除的挂起/恢复

写回

锁/解锁/紧锁

错误纠正

扩展性

接口

读写的基本单位

读速度

写速度

√

√

√(错误检测)

外部 (硬件/软件)

√

复杂的I/O口

NAND-Flash

√

√

√

√

√

不需要

SRAM接口

NOR Flash

√

√

√ (最大64个块)

√

√ (错误检测与纠正)

√

内置

√

ONENAND

页面，大小一般512字节 字

稍慢

很快

稍快

慢

擦出速度

容量

快（4ms）

可以做的很大，适合于数据存储

慢（5s）

主要用于代码存储

目前常用的存储芯片品牌有ATMEL、RAMTRON、ST、SST、Samsung、Spansion、hynix（海力士）、micron（美国镁光）等。结合我们的需要，可以选择以下的存储芯片：

ATMEL的Serial flash（AT45XXX

Data Flash，AT25XXX BIOS Flash）：

品牌 存储器类型 型号

AT45DB011D

AT45DB021D

AT45DB041D

Data Flash

ATMEL

AT45DB081D

AT45DB161D

AT45DB321D

AT45DB642D

AT25DF041A

BIOS Flash

AT25DF081A

AT25DF321A

AT25DF641A

存储空间

1Mb

2Mb

4Mb

8Mb

16Mb

32Mb

64Mb

4Mb

8Mb

32Mb

64Mb

SPI

接口类型

-

-

-

-

-

-

-

RAMTRON的串行F-RAM存储器（FM24XXX I2C接口，FM25XXX SPI接口）：

接存储器品牌

类型 类型

FM24V01

FM24V02

FM24V05

串行RAMTRON

F-RAM

I2C SOIC8

FM24V10

FM24CL04B

FM24CL16B

FM24CL64B

FM24C04B

128kb

256kb

1.0mA 3.4MHz

512kb

1Mb

4kb

16kb

64kb

4kb

400uA 1.0MHz 5.0V

300uA 1.0MHz 3.3V

3.3V

口

型号

空间

电流 频率

封装

最大存储

工作 写

最大读电压

FM24C04C（NEW）

FM24C16B

FM24C16C

FM24C64B

FM24C64C

（NEW）

FM25W256

SOIC8

FM25V01

FM25V02

FM25V05

FM25V10

TDFN8

EIASOIC8

SPI

FM25H20

FM25C04B

FM25C04C

（NEW）

FM25C160B

FM25C160C

（NEW）

SOIC8

FM25040B

FM25640B

FM25640C

（NEW）

FM25L04B

FM25L16B

FM25CL64B

4kb

16kb

16kb

64kb

64kb

3.3V或256kb

2mA 20MHz

5V

128kb

2.5mA

256kb 2.5mA

512kb

1Mb

2Mb

4kb

4kb

16kb

16kb

4kb

64kb

64kb

4kb

16kb

64kb

3mA 20MHz 3.3V

4mA 20MHz 5V

3mA

3mA

10mA

40MHz 3.3V

三星的NAND Flash：

K9XXXXXXXX-XXXXXXX，适合大批量数据存储。

XX：代表存储容量，存储容量等级包括：4M/8M/16M/32M/64M/128M/256M/512M和1G/2G/4G/8G/16G/24G/32G/48G/64G/96G/128G/256G/384G/512G。

供电电压有1.8V，3.3V，5V三个常用等级。

本文标签： 需要器件坏块进行闪存