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SDNAND扇区大小和擦除块大小是多少?

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SDNAND 的扇区大小和擦除块大小是其存储架构的重要参数,直接影响读写操作、文件系统兼容性以及性能表现。这些参数通常由 SDNAND 的具体型号决定,以下是一般情况:

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 4KB32KB、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 4KB32KB

    • 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

  1. 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。

  2. 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。

  3. 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 4KB32KB 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。

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