sdnand 擦除时间

以下是关于SD NAND擦除时间的综合解析，结合技术特性、优化机制及实际应用场景：

一、基础特性与超时机制

1. 擦除单元与超时计算

• 若擦除操作涉及部分AU，超时需增加 250ms；

• 若起始和结束块位于同一部分擦除AU内，则增加 500ms 。

• N_erase（AU数量）

• T_erase（擦除N_erase个AU的标准时间）

• T_offset（时间偏移量，用于调整基准线）。

• 分配单元（AU）：SD NAND擦除操作以AU为基础进行管理。擦除超时时间通过公式计算得出，需考虑以下参数：

• 部分擦除的额外延迟：

• 最小超时限制：计算结果若低于1秒，则强制设为1秒；高于1秒时按实际值执行。

2. 擦除时间线性特性

• 擦除时间与AU数量近似成线性关系（图A典型特征）。制造商需确保实际擦除时间始终低于超时值，且斜率 ≤3秒/AU 。

• 大面积擦除的瓶颈：一次性擦除大量AU会导致累积误差（余量可达分钟级），建议分割为小区域在AU边界分次擦除，并实时通知用户进度。

二、影响因素与优化策略

1. NAND vs NOR擦除性能对比

   特性	NAND Flash	NOR Flash
   擦除块大小	8–32 KB	64–128 KB
   擦除时间	≤4 ms	~5 s
   写入速度	更快	较慢

NAND的小擦除单元和高效电路设计是其高速擦除的关键。

• 3D NAND擦除技术优化

• 微脉冲序列（Micro-pulse）：
  将传统擦除脉冲（1.2–1.6 ms）拆分为短时微脉冲，在脉冲间隙处理其他请求（如读取/写入），显著提升系统响应性（QoS）。

• 位置依赖的擦除控制：
  在3D堆叠结构中，根据存储单元距沟道端口的距离动态调整擦除周期的起始时间（T_s）和持续时间（T_ep）。距离越远，起始延迟越大，持续时间越长。

• 双侧擦除（Bilateral Erase）：
  先通过双侧充电（源极+漏极）快速擦除达标串，再切换至单侧擦除其余串，减少整体擦除损耗。

• 浅擦除处理的判断方法

• 若低写入量区块擦除时间 > 写满区块时间 → 存在内部写无效数据操作；

• 若擦除时间 ≤ 写满区块时间 → 直接擦除，无冗余操作。

• 通过对比不同写入量下的平均擦除时间，判断NAND是否在用户擦除命令后内部写入无效数据：

• 此方法帮助开发者避免重复无效操作，提升效率。

三、应用建议与最佳实践

1. 指令优化

• 使用 CMD23（Set Block Count） 替代CMD12终止多块操作，避免精确时序控制难题，尤其适用于UHS104卡。

• 若CMD23后发生CRC错误，需重试以确保块计数有效。

2. 工程实践

• 超时设置：采用max(1s, T_erase × (N_erase) + T_offset + 部分擦除补偿)公式。

• 大区块处理：将大擦除任务分割为多个AU对齐的子任务，分步执行并反馈进度，防止用户中断。

• 无效数据处理验证：通过擦除时间分析优化写入策略，减少冗余步骤。

总结

SD NAND的擦除时间核心依赖AU管理机制和3D结构优化技术。微脉冲序列、位置感知擦除及双侧擦除等技术显著降低延迟；而浅擦除分析和指令优化则从系统层面提升效率。实际开发中需结合超时公式与分割策略，以平衡性能与用户体验。

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