1. 扇区大小
标准扇区大小:512字节
这是 SD 卡协议和文件系统(如 FAT16/FAT32、exFAT)普遍采用的扇区大小。大多数 SDNAND 芯片内部支持以 512 字节为单位的读写操作,即使底层物理页大小可能更大。
兼容常见的嵌入式文件系统,避免额外的数据对齐或分区问题。
2. 擦除块大小
擦除块大小:通常为 4KB、32KB、或更大(如 128KB)
擦除块是 NAND 闪存的基本擦除单位。由于 NAND 的物理特性,写操作可以以扇区(如 512 字节)为单位进行,但擦除必须以擦除块为单位完成。常见擦除块大小:
小容量 SDNAND(<4GB):擦除块大小通常为 4KB 或 32KB。
中大容量 SDNAND(≥4GB):擦除块大小可能达到 128KB 或更大,以提升写入效率。
3. 为什么扇区大小与擦除块大小不同?
扇区大小用于文件系统的逻辑分区,表示一次最小的读写数据量。
擦除块大小是硬件限制,表示一次最小的擦除数据量。
关系:
通常,一个擦除块包含多个扇区。例如,若擦除块为 32KB,扇区为 512 字节,则一个擦除块包含 64 个扇区。
4. 如何确认 SDNAND 的扇区和擦除块大小?
查看数据手册:芯片厂商的规格表会明确列出。
CSD/CID 寄存器读取:通过读取 SD 卡协议中的 CSD(Card-Specific Data)寄存器,可以获取设备信息,包括扇区大小、擦除块大小等。
代码示例(读取擦除块大小):
c复制代码uint32_t Get_Erase_Block_Size() { uint8_t csd[16]; Send_Command(CMD9, 0x00); // 读取 CSD 寄存器 Receive_Data(csd, 16); // 获取 CSD 数据 // CSD 中的 ERASE_BLK_EN 位指示擦除块大小 uint8_t erase_blk_en = (csd[10] >> 6) & 0x01; uint32_t erase_blk_size = (erase_blk_en) ? 512 : 32; // 单位为扇区 return erase_blk_size * 512; // 转换为字节}
5. 工程实践中的注意事项
对齐写操作
文件系统层的写操作最好以擦除块大小为单位进行对齐,以避免频繁的擦除操作。
若不对齐,可能导致频繁的 "读-修改-写" 操作,降低性能和寿命。
选择合适的文件系统
扇区大小为 512 字节时,FAT16/FAT32 是较好的选择。
如果擦除块较大(如 128KB),可以使用 exFAT 或其他支持大簇大小的文件系统。
寿命优化
使用磨损均衡算法(Wear Leveling)和缓存策略,减少重复擦除,延长 SDNAND 使用寿命。
6. 总结
扇区大小:通常为 512 字节,与文件系统密切相关。
擦除块大小:通常为 4KB、32KB 或更大(如 128KB),决定了最小擦除单元。
具体参数应根据 SDNAND 的型号和实际应用场景确认。您可以通过读取芯片寄存器或参考芯片手册来精确获取这些信息。