SDNAND(Secure Digital NAND)是一种集成了 NAND 闪存和控制器的存储器件,结合了 SD 卡的接口协议与 NAND 闪存的高密度特性,广泛应用于嵌入式系统、消费电子和工业领域。其工作原理可从物理结构、数据操作机制、控制器功能、接口通信四个维度解析:
步骤:
主机发送写入指令及数据,控制器缓存数据并计算 ECC 校验码。
检查目标页是否已擦除(全 1 状态),若否需先擦除对应块(擦除操作耗时约 1~2ms,远高于读写)。
对目标单元注入电荷(Program Voltage),通过分级电压编程(如 TLC 分 3 步充电至不同阈值)。
写入后立即读取校验,若失败则重试(Program Retry)或标记坏块。
关键限制:
SDNAND 的本质是通过控制器的智能调度,将 NAND 闪存的物理特性转化为符合主机接口预期的存储行为。其核心矛盾在于:
速度与容量的权衡:依赖存储类型(SLC/TLC)和 3D 技术平衡。
可靠性与性能的平衡:通过 BBM、ECC 等机制弥补 NAND 闪存的物理缺陷。
接口兼容性:兼容 SD/SPI 协议,降低主机端适配成本,这也是其区别于 e.MMC/SSD 的关键优势。
理解这些原理后,可根据具体需求(如容量、速度、寿命)选择合适的 SDNAND 型号,例如工业场景优先考虑 SLC+SPI,消费级场景倾向 3D TLC+SD 接口。
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