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1、存储基础知识讲座,中山嘉盛电子有限公司 深圳分公司2010-07-20,目录,一、USB&SATA1：什么是USB2：USB的发展史3：什么是SATA4：SATA的发展史5：通信模式6：USB&SATA接口及线缆7：其它类似产品的简介、接口及线缆8：USB3.0的特点简介二、存储器1：什么是存储器，有存储器的类型2：易失性存储器和非易失性存储器3：Flash Memory4:NAND与NOR对比,目录,5：什么是晶圆6：Flash制程7：SLC、MLC、TLC8：Flash 的 ID9：Flash 的 Part Number10：容量的计算及内部结构11：原装片、白片、黑片的概念12：存储器未
2、来发展展望13：Flash厂商简介三、公司产品介绍1：公司的存储产品线简介2：AX212简介3：IS801简介,目录,4：IS802简介5：IS902简介6：IS888简介四、名词解释,一、USB&SATA1：什么是USB,USB（生于1994年）是英文Universal Serial BUS（通用串行总线）的缩写，而其中文简称为“通串线，是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。是应用在PC领域的接口技术。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。,一、USB&SATA2：USB的发展史,第一代：1996年，USB 1.0/1.1的最大传输速率为12Mbps。第二代：2000年
3、，USB 2.0的最大传输速率高达480Mbps。USB 1.0/1.1与USB 2.0的接口是相互兼容的。第三代：2008年，USB 3.0 最大传输速率5Gbps,向下兼容USB 1.0/1.1/2.0。,一、USB&SATA3：什么是SATA,SATA的全称是Serial Advanced Technology Attachment（串行高级技术接口），是由Intel、IBM、Dell、APT、Maxtor和Seagate公司共同提出的硬盘接口规范。2001年，由Intel、APT、Dell、IBM、希捷、迈拓这几大厂商组成的Serial ATA委员会正式确立了Serial ATA 1.
4、0规范，在当年的IDF Fall 大会上，Seagate宣布了Serial ATA 1.0标准，正式宣告了SATA规范的确立。,一、USB&SATA4：SATA的发展史,SATA是Intel公司在IDF2000大会上推出的IDF Fall2001 大会上，Seagate宣布了Serial ATA 1.0标准，正式宣告了SATA规范的确立，传输率是1.5Gbps2007年制定了SATA2及SATA2.5标准，速度达到3Gbps SATA3.0是2007上半年英特尔公司提出的，今年5月确定规范，速度达6Gbps,一、USB&SATA5：通信模式,（A）单工（B）半双工例：USB1.1/USB2.0
5、（C）全双工例：USB3.0、SATA/eSATA,发送设备,接收设备,数据流,通信连接,（A）单工,发送设备,接收设备,接收设备,发送设备,发送设备,接收设备,接收设备,发送设备,数据流方向,通信连接,（B）半双工,（C）全双工,一、USB&SATA6：USB&SATA接口及线缆,USB2.0家族,一、USB&SATA6：USB&SATA接口及线缆,USB3.0 Mini,USB B型,一、USB&SATA6：USB&SATA接口及线缆,USB3.0母座,一、USB&SATA6：USB&SATA接口及线缆,USB3.0公头结构,一、USB&SATA6：USB接口及线缆,USB3.0传输线缆载
6、图,一、USB&SATA6：USB&SATA接口及线缆,一、USB&SATA7：其它类似产品的接口及线缆,（1）USBPUSB PLUS 是一种最新的接口技术。是由爱国者开发并有设计专利。这个技术是整合了USB和SATA，解决了SATA不带电源的问题。（2）IEEE1394别名火线（FireWire）接口，是由苹果公司领导的开发联盟开发的一种高速度传送接口，目前发展速度为3.2Gbps，曾与USB2.0抢市场，但是支持者不多，现已淡出市场。,一、USB&SATA7：其它类似产品的接口及线缆,USB Plus,IEEE 1394,一、USB&SATA8：USB3.0的特点简介,USB3.0 具有
7、后向兼容标准，并兼具传统USB技术的 易用性和即插即用功能。该技术的目标是比目前连接水平快10倍以上的产品，采用与有线USB相同的架构。除对USB 3.0规格进行优化以实现更低的能耗和更高的协议效率之外，USB 3.0 的端口和线缆能够实现向后兼容，以及支持未来的光纤传输。应用领域包括个人计算机、消费及移动类产品的快速同步即时传输。USB3.0采用了对偶单纯形四线制差分信号线，故而支持双向并发数据流传输，这也是新规范速度猛增的关键原因。除此之外，USB3.0还引入了新的电源管理机制，支 持待机、休眠和暂停等状态。,二、存储器1:什么是存储器？有哪几种类型？,存储器（Memory）是计算机系统中
8、的记忆设备，用来存放程序和数据。按存储介质分 半导体存储器、磁表面存储器按存储方式分 随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关。顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时间和存储单元的物理位置有关。按存储器的读写功能分 只读存储器(ROM)、随机读写存储器(RAM)按信息的可保存性分 易失性存储器、非易失性存储器按存储器用途分主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等,二、存储器2:易失性存储器和非易失性存储器,易失性存储器Volatile memory，是指当断电后，所存储的数据便会消失的电脑存储器。例：RAM非易失性存储器Non-volatil
9、e memory，指当断电后，所存储的数据不会消失者的电脑存储器。例：EROM、EEPROM、Flash Memory,二、存储器3:Flash Memory,NORNOR flash 是1988Intel年首先开发出NOR flash技术，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，跟RAM类似。NANDNAND flash是1988年东芝公司开发的一种非易失闪存技术，具较高的单元密度，可以达到高存储密度，写入和擦除速度较快接口与NAND一样，但结构不便于读写操作现已淡出市场,二、存储器4:NOR与NAND对比,NOR的读速度比
10、NAND稍快一些。NAND的写入速度比NOR快很多。NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。大多数写入操作需要先进行擦除操作。NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。根据以上对比NAND更适合消费类存储应用！,二、存储器5:什么是晶圆（wafer）,晶圆（wafer）是指硅半导体积体电路制作所用的硅晶片，由于其形状为圆形，故称为晶圆；在硅晶片上可加工制作成各种电路元件结构，而成为有特定电性功能之IC产品。晶圆的原始材料是硅，而地壳表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅矿石经由电弧炉提炼，盐酸氯化，并经蒸馏后，制成了高纯度的多晶硅，其纯度高达0.99999999999。晶圆制造厂再将此多晶硅
11、融解，再于融液内掺入一小粒的硅晶体晶种，然后将其慢慢拉出，以形成圆柱状的单晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一颗小晶粒在熔融态的硅原料中逐渐生成，此过程称为“长晶”。硅晶棒再经过研磨，抛光，切片后，即成为积体电路工厂的基本原料硅晶圆片，这就是“晶圆”。,二、存储器5:什么是晶圆（wafer）,二、存储器6:Flash制程,通常我们所说的34nm、43nm、56nm、70nm、90nm就是指FALSH的制程工艺。FLASH的“制作工艺”指得是在生产FLASH过程中，要进行加工各种电路和电子元件，制造导线连接各个元器件。通常其生产的精度以微米（长度单位，1微米等于千分之一毫米）来表示（1纳米等于千分之一微米
12、），未来发展的精度越高，生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件，连接线也越细，提高集成度，提高处理器的制造工艺具有重大的意义，更先进的制造工艺会使FALSH的核心面积进一步减小，也就是说在相同面积的晶圆上可以制造出更多的产品,二、存储器7：SLC、MLC、TLC,SLC Single-Level Cell，即1bit/cell，速度快寿命长，价格超贵（约MLC 3倍以上的价格），约10万次擦写寿命MLC Multi-Level Cell，即2bit/cell，速度一般寿命一般，价格一般，约10000次擦写寿命TLC Trinary-Level Cell，即3bit/cell，速度
13、慢寿命 短，价格便宜，约1000次擦写寿命,二、存储器8:Flash 的ID,时常有人说到FLASH的料号，这个料号就所对应着各个FLASH的ID。Wafer在生产时会跟据生产参数写入一个数字标识，这个标就是我们的ID。这个ID同样参数的产品也会因为会根据各位厂商的定议方式不同而不样。一般情况下这个ID由一组数字和字母组成。在PC上就是就是靠ID识别各各FLASH，例，98D384A5，ECD314A5提示：此点只需要了解,二、存储器9:Flash 的Part Number,Micron,二、存储器 9:Flash 的Part Number,Intel,二、存储器 9:Flash 的Part
14、Number,Samsung,二、存储器 9:Flash 的Part Number,Hynix（1）,二、存储器 9:Flash 的Part Number,Hynix（2）,二、存储器 9:Flash 的Part Number,三星,东芝,英特尔,海力士,镁光,更详细的Part Number资料参见PDF文档，这一小节请各位多看一看,二、存储器 10：容量的计算及内部结构,计算机存储信息的最小单位，称之为位（bit，又称比特）存储器中所包含存储单元的数量称为存储容量，其计量基本单位是字节Byte。简称B，8个二进制位称为1个字节，此外还有KB、MB、GB、TB等，它们之间的换算关系是1Byte
15、8bit，1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。Flash内部的结构Block Page Seckter,二、存储器 11：原装片、白片、黑片的概念,原装片 由原Description生产厂商打片封装测试出厂并打上原厂标。这类的FLASH的品质性能和稳定性都有一定的保证，价格都会较高。主要生产厂商有Hynix/Micron/Samsung/Intel/TOSHIBA白片 由于某些渠道厂商从原厂按每月合约数大批量购入die生产某些同类型的产品。但由于产能过剩为了降低库存把部分晶原做成封装片出售。这类片子由于厂商封装测试技术上的差别，品质会稍差一些。
16、黑片 就是所谓的Downgrade，三星、东芝、现代等芯片厂商在生产NAND FLASH时，良品率没有可能是100%的，简单的说就是黑片就是指芯片工厂选出的淘汰的次品同时还有是在晶原切割时剩下的边角料。,二、存储器 12：存储器未来发展展望,相变存储器（phase change memory）,简称PCM，利用硫族化合物在晶态和非晶态巨大的导电性差异来存储数据的。MRAM(Magnetic Random Access Memory)是一种非挥发性的磁性随机存储器。它拥有静态随机存储器（SRAM）的高速读取写入能力，以及动态随机存储器（DRAM）的高集成度，而且基本上可以无限次地重复写入。铁电存
17、储器（FRAM）产品将ROM的非易失性数据存储特性和RAM的无限次读写、高速读写以及低功耗等优势结合在一起。STT-RAM(Shared Transistor Technology Random Access Memory）利用一种极化旋转电流使磁位元翻转进行存储的技术。,二、存储器 13：Flash厂商简介,三星 Samsung海力士Hynix美光Micron英特尔Intel东芝Toshiba瑞萨Renesas（主要是AG-AND Flash）意法ST晟碟 Sandisk（2009 中文名改为“闪迪”）,三、公司产品介绍1：公司的存储产品线简介,AX212建荣（USB2.0 普通U盘）IS8
18、01银灿（USB2.0高速U盘）IS802银灿（USB2.0高速U盘）IS902银灿（USB3.0高速U盘）IS888银灿（USB3.0 Bridge）,三、公司产品介绍2：AX212简介,LQFP48封装单通道Flash controller支持SLC、MLC、TLC Flash14bit ECC.软件调整24bit ECC支持2K、4K、8K Page Flash与芯邦（CBM）共板量产工具操作简便，Sorting Board量产不用跳线，自动识别Flash针对东芝TLC Flash有做特殊调整，支持较好,三、公司产品介绍3：IS801简介,USB2.0高速U盘4通道 Flash cont
19、roller只支持四贴Flash16bit ECC支持2K,4K Page Flash支持4x,3xnm FlashR/W 50/30MB80 LQFP封装,三、公司产品介绍5：IS902简介,USB3.0 2CH 控制芯片8CE,16 Flash Max支持ONFI,Toggle Flash4x,3x,2xnm Flash支持2K,4K,8K Page Flash支持SLC,MLC,TLC Flash24Bit,27Bit ECC By 1k Byte內建3.3v to 1.2v LDOQFN 64Pin 7x7封装,LQFP 80Pin 10 x10封装R/W 100/45MB30MHZ外
20、部时钟频率,三、公司产品介绍6：IS888简介,USB3.0 to SATAII Bridge内建3.3v to 1.2v LDO低BOM costLQFP 48Pin 7X7封装8 GPIOTurbo USB Driver 支持SATA热插拔硬盘锁，单键备份提示：此型号产品我公司不做单独销售，需要搭配IS802做USB3.0产品销售,三、公司产品介绍7：我公司的产品竞争对手简介,(1)AX2121.SMI(慧荣)SMI3251/325524bit ECC2.PHISON(群联)UP1924bit ECC4.Chipsbank(芯邦)CMB209316bit ECC5.Alcor(AU安国)A
21、U6985/8716/24bit ECC7.eFourune(邑福)eU202A15bit by 512byte ECC8.Micov(迈科微)821915bit ECC9.RW(原微)8021-10.Silicon Go(硅格)6810 24bit ECC提示：一般情况下讲的ECC是每1K byte有多少，,三、公司产品介绍7：我公司的产品竞争对手简介,(2)IS801&IS8021：JMF601 Supports up 64 CEs.110/90 MB/s Sequential read/write rates Enhanced endurance by Dynamic/Static we
22、ar-leveling Supports BCH ECC to correct 8/15 bit errors in 512 bytes Support both 2K and 4K byte page size flash Supports dynamic power management Supports USB/SATA firmware upgrade Support USB2.0&SATA II 4-channel Flash controller Provides 12 GPIO pins for customer Available in 130-pin TFBGA(9 mm*9
23、 mm)package,三、公司产品介绍7：我公司的产品竞争对手简介,(2)IS801&IS8022：JMF602 Supports up to 256 CEs.170/135 MB/s Sequential read/write rates(SLC)Enhanced endurance by Dynamic/Static wear-leveling Supports BCH ECC to correct 8/15 bit errors in 512 bytes Support both 2K and 4K byte page size flash Supports dynamic power
24、 management Supports USB/SATA firmware upgrade Support USB2.0,SATA II 8-channel Flash controller Provides 9 GPIO pins for customer Available in 208-pin LQFP(28 mm*28 mm)package,三、公司产品介绍7：我公司的产品竞争对手简介,(2)IS801&IS8023：JMF603 只有USB2.0接口，其它参数跟JMF602一样,三、公司产品介绍7：我公司的产品竞争对手简介,(3)IS902为U3市场领先产品，暂无竞争对手。(4)I
25、S8881：Fujitsu（富士通）MB86C302：Asmedia（祥硕）ASM10513：VLI（威峰）暂无具体型号4：Symwave（芯微）SW63155：Jmicon（智微）JMS539,名词解释,ONFI Flash 英特尔于2006年发起成立了ONFI(开放式NAND闪存接口)工作组，旨在为NAND定义一种标准接口，该工作组已经拥有71个成员，其中包括海力士、美光、ST等重要的NAND供应商，以及微软、戴尔和索尼等系统厂商。该工作组于2007年发布了ONFI 1.0标准，ONFI 2.0标准也将于今年第一季度发布，新的标准将提供高达133MB/s的传输速度。ONFI标准提供或规范了
26、一系列先进的技术，如交错操作(Interleaved operation)、缓冲命令、以及DRAM领域已经使用的DDR技术等。通过应用这些新的技术，可以成倍地提高NAND闪存的数据传输速率，从而为NAND应用开辟更多新市场，如服务器、数字高清摄像机市场等。,名词解释,Toggle FlashToggleDDR NAND is a NAND appropriate for high performance applications which supports data read and write operations using bidirectional DQS.目前此类型的flash未有
27、更多的资料,名词解释,ECC ECC是“Error Correcting Code”的简写，中文名称是“错误检查和纠正”。ECC是一种能够实现“错误检查和纠正”的技术，这将使存储系统在工作时更趋于安全稳定。GPIOGeneral Purpose Input Output(通用输入/输出)或总线扩展器利用工业标准I2C、SMBus或SPI接口简化了I/O口的扩展。当微控制器或芯片组没有足够的I/O端口，或当系统需要采用远端串行通信或控制时，GPIO产品能够提供额外的控制和监视功能。每个GPIO端口可通过软件分别配置成输入或输出。,名词解释,CE.芯片启动(Chip Enable,CE#)，,附件：Flash图片,LGA封装脚位图,BGA,黑豆干,因Flash的应用范围广泛，所以Flash的封装形式也不一样,附件：Flash图片,今天就讲到这里，谢谢各位！,
