编程器NAND Flash 技术入门

NAND Flash分类

SLC(Single-Level Cell)架构：单一储存单元(Cell)可储存1bit data

MLC(Multi-Level Cell)架构：单一储存单元(Cell)可储存2bit data 

SLC

「Small page (528 Byte)、Large page (2112 Byte)」

在每个储存单元(Cell)内储存1个资讯位元(bit)，称为单阶储存单元(single-level cell, SLC)，使用这种储存单元的快闪记忆体也称为单阶储存单元快闪记忆体(SLC flash memory)，或简称SLC快闪记忆体。SLC快闪记忆体的优点是传输速度更快，功率消耗更低和储存单元的寿命更长。然而，由于每个储存单元包含的资讯较少，其每百万位元组需花费较高的成本来生产。

Small page (SLC) : 1 page =512 + 16 bytes

Large page (SLC) : 1 page =2048 + 64 bytes

MLC

「Large page (2112 Byte)、Large page (4224 Byte)」

多阶储存单元快闪记忆体(Multi-level cell flash memory, MLC flash memory)可以在每个储存单元内储存2个以上的资讯位元 ，其「多阶」指的是电荷充电有多组电压值，如此便能储存多个位元的值于每个储存单元中。因为每个储存单元可储存更多的位元，所以MLC快闪记忆体的每单位储存成本较为低廉。早期比起SLC快闪记忆体，MLC传输速度较慢，功率消耗较高和储存单元的寿命较低为其缺点，但科技日新月异，良率问题持续改善，现今市面上的NAND Flash多数都为MLC架构。

Large page (MLC 2K/Page) : 1 page =2048 + 64 bytes

Large page (MLC 4K/Page) : 1 page =4096 + 128 bytes

NAND Flash 资料结构

NAND Flash Invalid Block 

NAND Flash 在出厂时都会作严格的测试编程，以确认每一个Block(区块、轨区)是否正常，测试不通过的Block 会被标上记号，这些Block 就叫 Initial Invalid Block(潜在的Bad Block)。这些 Initial Invalid Block的资讯很重要，不可以轻易删除，因为有些Block经过Erase后Invalid block 的资讯就会不见，这时使用者自己使用编程器或烧录器厂商都是无法再找出这些 Invalid block 。Invalid Block 的标示位置，在SLC、MLC 上会不一样需注意（厂牌不同也会有差异）。

Bad Block Management

Bad Block Management；BBM，坏轨管理-即控制IC的故障区块管理机制，是用来侦测并标示NAND Flash中的坏轨，避免资料存入坏轨中，用以提升资料存取的可靠性。

NAND Flash中的坏轨可分为Early Bas Block与Latter Bad Block。Early Bad Block是NAND Flash在制造过程中，因制程或技术因素所产生的故障区块，一般约占NAND Flash总容量的1%以内；Latter Bad Block则是在NAND Flash被使用的过程中所产生，一般被IC业者控制在NAND Flash总容量的5%以内。

NAND Flash首次被启用时，控制IC的故障轨区管理程式会逐一检查NAND Flash内每个区块，若有发现坏轨，便将之记录至Bad Block Table；BBT(故障区块表)中，以防止日后资料被写入这些坏轨中。

建立BBT后，随著NAND Flash在使用的过程中，如果有区块在抹写时发生错误，同样也会被记录至BBT中，并将抹写失败的资料内容重新移植到新的有效区块中，以避免因抹写过程的错误导致资料流失或资料异常。