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1 Flash存儲(chǔ)陣列結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)原理

1.1 NOR flash

1.2 NAND flash

1 Flash存儲(chǔ)陣列結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)原理

1.1 NOR flash

????????我們有了基本存儲(chǔ)單元后，就要通過(guò)某種方式將基本存儲(chǔ)單元連接到字線和位線上，通過(guò)選中字線和位線來(lái)訪問(wèn)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元。

????????如下為一個(gè)2字x 8位的nor flash結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)陣列示意圖。WL為字線、BL為位線。其中位線在正常讀操作過(guò)程會(huì)被充電到高電平，且位線輸出還有一個(gè)反相器，這個(gè)圖里沒(méi)有畫出。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元并聯(lián)在位線上，其結(jié)構(gòu)類似一個(gè)NOR或非門，所以叫NOR flash。

????????下面說(shuō)明其讀、寫、擦的工作原理：

????????擦除：WL0、WL1接地，BL0~BL7接地，VS加12V電壓，浮柵中的電子通過(guò)FN隧穿效應(yīng)被拉回到源極，即都被改寫成了1。

????????寫入：注意寫只能寫0，寫1和擦除原理一樣。假設(shè)要對(duì)WL0字線單元寫入10100010，此時(shí)VS接地，WL0加12V電壓，WL1接地，同時(shí)，將要寫0的單元，也就是需要電子注意浮柵的單元的漏極接高壓來(lái)產(chǎn)生熱電子注入，也即BL6、BL4、BL3、BL2、BL0接12V，并使BL7、BL5、BL1浮空。則存儲(chǔ)單元T06、T04、T03、T02、T00發(fā)生熱電子注入使浮柵充電，使管子的開啟電壓閾值升高（約7V），從而寫入0。T07、T05、T01無(wú)法發(fā)生熱電子注入，故其保持擦除時(shí)的“1”信息。而WL1因接地，存儲(chǔ)電源里的信息不變。

????????讀取：假設(shè)要對(duì)WL0字線單元進(jìn)行讀出。VS接地，位線BL0~BL7均被預(yù)充電至高電平，約1V~2V，WL1接地。WL0接3V~5V的電壓，浮柵中已經(jīng)注入電子的T06、T04、T03、T02、T00單元，其開啟電壓為7V，所以管子不會(huì)導(dǎo)通，所以位線BL6、BL4、BL3、BL2、BL0電壓保持預(yù)充的1V~2V不變，而T07、T05、T01浮柵中沒(méi)有電子，管子會(huì)導(dǎo)通，將位線BL7、BL5、BL1下拉至0V，然后位線電壓反相后輸出10100010。

1.2 NAND flash

????????從以上NOR flash的陣列結(jié)構(gòu)可以注意到，整個(gè)陣列中所有晶體管的源極都連接到了VS，所有漏極都連接到了位線上，這些連接在芯片版圖里將占據(jù)較大面積。為了避免這些開銷，采用了另一種陣列結(jié)構(gòu)，也就是nand。

????????如下是一個(gè)8字x 8位的nand flash結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)陣列示意圖。一串存儲(chǔ)單元串接在位線上，另外最上方還有一個(gè)位線選擇晶體管，最下方還有一個(gè)地線選擇晶體管，用著兩個(gè)管子來(lái)選中相應(yīng)的位線。同樣位線的充電和輸出反相沒(méi)有畫出來(lái)，其結(jié)構(gòu)類似于NAND與非門，所以叫nand flash。

????????擦除：WL0~WL7接地，VS、BL0~BL7浮空，襯底加高壓20V，浮柵中的電子通過(guò)FN隧穿效應(yīng)被拉回到襯底，即都被改寫成了1。擦除的單位是所有共襯底的單元中字線接地的部分，一般是一個(gè)block，通常一個(gè)block是由多根字線（比如64根）構(gòu)成的陣列組成。

????????寫入：注意nand flash不能隨機(jī)編程，只能按地址順序編程（我個(gè)人理解從陣列本身操作來(lái)說(shuō)是可以隨機(jī)編程的，給相應(yīng)的字線、位線電壓即可。其實(shí)這個(gè)是和ECC相關(guān)，具體原因我們后續(xù)分享），只能WL0，接著WL1~WL7，寫入最小單位為page。編程時(shí)，寫入的字線加高電壓20V，其余字線加10V，襯底接地，VS浮空，若要寫0，將相應(yīng)的位線接0V，即漏極接0V，則控制柵和漏極間的20V 將產(chǎn)生FN隧穿效應(yīng)，使浮柵充上電子，抬高此管的開啟電壓，完成寫0。若要寫1，將相應(yīng)的位線接10V，即漏極接10V，則控制柵和漏極間的只有10V壓差，無(wú)法產(chǎn)生FN隧穿效應(yīng)，則浮柵上沒(méi)有充上電子，即保持為1。

????????讀?。何痪€預(yù)充電至2V，VS接地，未選中的字線加10V，選中的字線加3V，未選中的字線無(wú)論浮柵中有沒(méi)有電子，管子都導(dǎo)通，就相當(dāng)于被選中的單元漏極直接接在位線上，若被選中的單元浮柵中有電子，則管子不導(dǎo)通（充了電子后管子開啟電壓抬高到7V），位線仍為2V，經(jīng)反相器后輸出0，若被選中的單元浮柵中沒(méi)有電子，則管子導(dǎo)通，位線被拉至VS，經(jīng)反相器后輸出1。讀取過(guò)程只能順序讀，不能隨機(jī)讀（同樣和ECC相關(guān)，如果軟件沒(méi)有適配ECC功能，原理上可以隨機(jī)讀）。文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-486877.html

到了這里，關(guān)于【FLASH存儲(chǔ)器系列三】FLASH存儲(chǔ)陣列結(jié)構(gòu)及存儲(chǔ)原理的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！