Struchtúr inmheánach NAND Flash

I 1965, tar éis an fheadáin bipolar a invented ag W. Shockley, W. Brattain agus J. Bardeen, Gordon Moore, comhbhunaitheoir Intel, fuair sé amach riail den sórt sin: nuair a fhanann an praghas gan athrú, an méid fuinnimh is féidir a. cóiríocht ar chiorcad iomlánaithe Beidh líon na trasraitheoirí faoi dhó gach bliain, agus beidh an fheidhmíocht faoi dhó freisin. Go deimhin, déanfar líon na trasraitheoirí ar chiorcad iomlánaithe a dhúbailt thart ar gach 18 mí thar na blianta atá romhainn. Mar shampla, sna 18 mí idir Pentium 1.3 agus Pentium 4, mhéadaigh líon na trasraitheoirí in aghaidh an aonaid achair ó 28 milliún go 55 milliún.

Sa lá atá inniu ann, déantar minicíocht oibriúcháin próiseálaí ríomhaire deisce caighdeánach a ríomh i gigahertz, agus ríomhtar an fhaisnéis acmhainne is féidir leis an gcuimhne a stóráil i terabytes (TB). a tharlaíonn freisin a bheith ina chomhpháirt lárnach i gcórais leictreonacha.

Is féidir cuimhne leathsheoltóra a roinnt ina dhá phríomhchuid: RAM (Cuimhní Rochtana Randamach) agus ROM (Cuimhní Inléite Amháin): Beidh RAM imithe tar éis an chumhacht a mhúchadh, agus coimeádfaidh ROM é. Tá cuimhne de chineál eile, NVM (Cuimhní Neamh-luaineacha), idir an dá chineál thuas. Is féidir a ábhar a mhodhnú, agus ní chaillfear na sonraí tar éis teip cumhachta. Tá sé seo níos solúbtha ná ROM íon, toisc go bhfuil an t-ábhar ROM scríofa ag an monaróir agus ní féidir leis an gcustaiméir a mhodhnú.

Thosaigh stair na gCuimhní Neamh-Soghalaithe sna 1970í, agus ba é EPROM (Cuimhne In-Roghnaithe In-Roghnaithe Inléite Amháin) an chéad NVM, ó shin i leith go dtí na 1990í, de réir a chéile tá NVM ar cheann de na baill is tábhachtaí den teaghlach leathsheoltóra, agus aird níos mó. Íocadh le forbairt teicneolaíochtaí nua chun dul chun cinn NVM a chur chun cinn níos mó ná na sochair eacnamaíocha a eascraíonn as.

Ó na 1990idí, toisc go bhfuil cuimhne leathsheoltóra tar éis dul isteach i dtáirgí críochfoirt digiteacha mar fhóin phóca, ríomhairí boise, agus ceamaraí físe, tá an margadh seo ag fás go tapa go dtí an lá atá inniu ann.

Tá an modh stórála cuimhne Flash is coitianta bunaithe ar theicneolaíocht ar a dtugtar Geata Snámh (FG). Is féidir leat tagairt a dhéanamh don léaráid thrasghearrthach seo a leanas. Tá feadán MOS comhdhéanta de dhá gheata forluiteacha: tá an chéad cheann timpeallaithe go hiomlán ag ocsaídí; cé go bhfuil an dara ceann ceangailte leis an taobh amuigh. Tá an doras aonair seo comhionann le crios leithlisithe leictreonach a fhoirmiú, rud a chinntíonn gur féidir na leictreoin (sonraí) ann a choinneáil ar feadh blianta fada. Tugtar clár agus scriosadh ar an bpróiseas a bhaineann leis an gcuid scoite seo a mhuirearú agus a urscaoileadh. Mar gheall ar mhuirearú agus urscaoileadh, athrófar an Vth féideartha taobh istigh den chuid scoite; is é seo prionsabal oibre an fheadáin MOS tipiciúil. Nuair a chuirimid voltas i bhfeidhm ar chill chuimhne, is féidir linn dhá chás a idirdhealú: nuair a bhíonn an voltas a chuirimid i bhfeidhm níos airde ná Vth, aithnítear é mar "1", ar shlí eile aithnítear é mar "0".

Struchtúr cealla cuimhne NAND

Eagar

Eagraítear aonaid stórála an chuimhne i bhfoirm maitrís, toisc gur féidir leis an eagraíocht seo an spás atá á áitiú ag an gcuimhne a laghdú go héifeachtach. Is féidir liom an difríocht idir NAND agus NOR Flash a insint trí bhreathnú ar eagrú na gcealla cuimhne. Tugaimid isteach NAND anois, mar is é NAND an chuimhne is mó a úsáidtear faoi láthair.

San ailtireacht NAND, eagraítear cealla cuimhne i sraith gach 32 nó 64 mar a thaispeántar i bhFíor 2.2. Cuirtear dhá thrasraitheoir le roghnú (DSL/Mdl an dá bhioráin sheachtracha den trasraitheoir seo [ceangailte le BL] nó SSL/Msl [ceangailte le SL]) ag an dá cheann de gach teaghrán de chealla cuimhne (32 nó 64) chun a chinntiú nasc leis an líne foinse (trí Msl) agus bitline (trí Mdl). Tá líne ghiotán ag gach teaghrán cille cuimhne NAND a úsáidtear chun nascadh le teaghráin eile. Úsáidtear geataí rialaithe chun línte focal (WLanna) a nascadh.

Is iad na leathanaigh loighciúla an chuid atá á rialú ag an aonad stórála arna rialú ag an bhfocallíne céanna. Baineann líon na leathanach arna rialú ag gach focallíne le hacmhainn an aonaid stórála. Bunaithe ar leibhéal stórála an aonaid stórála, is féidir cuimhne Flash a roinnt i gcatagóirí éagsúla: SLC (aonad stórála amháin 1bit), MLS (aonad stórála amháin 2bits), 8LC (aonad stórála amháin 3bits), 16LC (aonad stórála amháin 4bits) .

Má bhreithnímid cás idirleathach SLC, cruthaíonn corruimhreacha agus réuimhreacha leathanaigh éagsúla faoi seach. Sampla is ea: tá 65536 ionad cuimhne ar líne fhocail SLC le méid leathanach de 4KB (4096 * 8=32768 giotán).

Ar ndóigh, más MLC é, tá 4 leathanach ann, agus tá LSB amháin (Giotán Is Suntasaí) agus MSB amháin (Giotán is Suntasaí) ag gach sraith cealla cuimhne. Mar sin tá:

- leathanaigh MSB agus LSB de línte giotán cothrom

- Leathanaigh MSB agus LSB de línte giotán corr

Scriostar gach teaghrán cille cuimhne NAND den líne fhocail chéanna le chéile agus iad á scriosadh, agus mar sin cruthaítear bloc (blcok), má thaispeántar dhá bhloc i 2.2, úsáidtear an bus céanna, ceann amháin Tá an bloc comhdhéanta de WL0<63:0>agus is é WL1 an ceann eile<63:0>.

Is maitrís é struchtúr cealla cuimhne NAND Flash. Tá gá le ciorcaid bhreise agus NAND á léamh, á scríobh agus á scriosadh. Ós rud é go gcaithfear gach dísle NAND a phacáistiú, socraítear ceann oiriúnach sa chéim deartha. Tá sé tábhachtach an leictreonaic máguaird a mhéid agus a thógáil. Mar shampla, tá struchtúr ordlathach gach dísle de NAND Flash mar seo.

Léiríonn Fíor 2.3 sampla d’ordlathas. Is féidir an t-eagar stórála a chur ar bun mar eitleáin iolracha (dhá phlána i bhFíor 2.3), marcáilte le línte focal sa treo cothrománach agus línte bite sa treo ingearach.

Tá an Díchódóir Rae suite idir an dá eitleán. Ceann de thascanna an chiorcaid ná línte focal na teaghráin NAND roghnaithe a chlaonadh i gceart chun gnáthoibriú a chinntiú. Ní mór gach líne giotán a nascadh le aimplitheoirí braite (Sense Amp). Is féidir le bitlines amháin nó níos mó a bheith ag gach aimplitheoir céadfach, a thabharfaimid isteach go mion níos déanaí san alt seo. Is é cuspóir an amplifier ciall ná an sruth sa chill chuimhne a thiontú go cainníocht dhigiteach. Sa limistéar forimeallach, tá gá le roinnt feistí chun na cealla cuimhne a mhuirearú, chomh maith le feistí bainistíochta voltais, ciorcaid loighic, agus feistí eile. Úsáidtear PADanna chun cumarsáid a dhéanamh le gléasanna seachtracha.