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编程艺术大师 2023-11-28 09:55:43

文章标签 bios的flash flash linux MTD 文件系统嵌入式 文章分类 iOS 移动开发

Flash分类

Flash全称flash memory,也就是平时说的“闪存”。经常被用在嵌入式领域，比如手机、平台、电脑主板等等。绝大部分的U盘、SDCard、MMC卡、TF卡等移动存储设备也都是使用 Flash 作为存储介质

Flash Memory主要可以分为NOR Flash、NAND Flash、eMMC、UFS几种类型。

NOR flash 支持片上执行，可以在上面直接运行代码，软件驱动比NAND简单，一般小容量的用NOR型，因为小容量NOR读取速度快。NOR Flash需要很长的时间进行抹写，但是它提供完整的寻址与数据总线，并允许随机存取存储器上的任何区域，这使的它非常适合取代老式的ROM芯片。当时ROM芯片主要用来存储几乎不需更新的代码，例如电脑的BIOS或机上盒(Set-top Box)的固件。NOR Flash可以忍受一万到一百万次抹写循环，它同时也是早期的可移除式快闪存储媒体的基础。
NAND Flash:NAND Flash式东芝在1989年的国际固态电路研讨会(ISSCC)上发表的，要在NandFlash上面读写数据，要外部加主控和电路设计。。NAND Flash具有较快的抹写时间, 而且每个存储单元的面积也较小，这让NAND Flash相较于NOR Flash具有较高的存储密度与较低的每比特成本。同时它的可抹除次数也高出NOR Flash十倍。然而NAND Flash 的I/O接口并没有随机存取外部地址总线，它必须以区块性的方式进行读取，NAND Flash典型的区块大小是数百至数千比特。
因为多数微处理器与微控制器要求字节等级的随机存取，所以NAND Flash不适合取代那些用以装载程序的ROM。从这样的角度看来，NAND Flash比较像光盘、硬盘这类的次级存储设备。NAND Flash非常适合用于储存卡之类的大量存储设备。第一款创建在NAND Flash基础上的可移除式存储媒体是SmartMedia，此后许多存储媒体也跟着采用NAND Flash，包括MultiMediaCard、Secure Digital、Memory Stick与xD卡。
eMMC MMC (Embedded Multi Media Card) 为MMC协会所订立的，eMMC 相当于 NandFlash+主控IC ，对外的接口协议与SD、TF卡一样，主要是针对手机或平板电脑等产品的内嵌式存储器标准规格。eMMC的一个明显优势是在封装中集成了一个控制器，它提供标准接口并管理闪存，使得手机厂商就能专注于产品开发的其它部分，并缩短向市场推出产品的时间。这些特点对于希望通过缩小光刻尺寸和降低成本的NAND供应商来说，同样的重要。eMMC由一个嵌入式存储解决方案组成，带有MMC（多媒体卡）接口、快闪存储器设备（Nand Flash）及主控制器，所有都在一个小型的BGA 封装。接口速度高达每秒52MBytes，eMMC具有快速、可升级的性能。同时其接口电压可以是 1.8v 或者是 3.3v。
UFS (Universal Flash Storage)，说起UFS，必须要讲讲它的前辈eMMC。eMMC是一种嵌入式多媒体卡，是由JEDEC协会所制定的一种嵌入式非易失性存储器。它采用并行传输技术，读写必须分开执行，虽然仅提供单路读写功能，但仍具备体积小、高度集成与低复杂度的优势。目前最新的 eMMC 5.1 标准，连续读取速度约为 250MB/s。
UFS最早是由JEDEC在2011年推出的，采用全新的串行传输技术，可同时读写操作。第一代 UFS 由于与当时 eMMC 标准速度差异不大，且成本较为高昂，因此并未成功普及。直至 2014 年 UFS 2.0 标准问世后，连续读取速度约达 800MB/s，UFS 才成为 Android 旗舰手机逐渐采用的标准配置。目前最新的 UFS 3.1 标准，连续读取速度约为 1,700MB/s。这时，UFS的传输速度已远远领先于eMMC。

FTL

FTL原名“Flash Translation Layer”，工作在bare flash（比如nand flash，nor flash，spi flash等，）和文件系统中间，模拟bare flash为普通的块设备，文件系统挂载同硬盘一样，无需担心底层是什么硬件介质。因此，对于FTL一般集成了坏块管理，动态均衡算法，线性地址映射等算法。FTL一般作为software运行在cpu侧，比如yaffs、ubifs文件系统都实现了FTL的功能，对于eMMC和UFS类型的存储器，其本身实现了FTL的功能。

MTD

Memory Technology Device，内存技术设备，是linux内核为了统一管理bare flash，而设计开发的技术，其将对于上述这些flash的操作进行抽象，为上层文件系统比如，jiffs、yaffs、yaffs2、ubifs提供标准接口。MTD相当于PC中的磁盘分区技术，将一整块flash按照配置（比如内核的dts文件中的分区表）进行分区，然后，对各个分区进行文件系统的格式化，这样，这个分区就可以承载相应的文件或者BootLoader、kernel等image了。需要注意的是，MTD不能管理eMMC、UFS这些设备。