详细剖析NorFlash和NandFlash的区别

Flash编程原理都是只能将1写为0，而不能将0写成1。所以在Flash编程之前，必须将对应的块擦除，而擦除的过程就是将所有位都写为1的过程，块内的所有字节变为0xFF。因此可以说，编程是将相应位写0的过程，而擦除是将相应位写1的过程，两者的执行过程完全相反。

(1)闪存芯片读写的基本单位不同

应用程序对NorFlash芯片操作以“字”为基本单位。为了方便对大容量NorFlash闪存的管理，通常将NOR闪存分成大小为128KB或64KB的逻辑块，有时块内还分扇区。读写时需要同时指定逻辑块号和块内偏移。应用程序对NandFlash芯片操作是以“块”为基本单位.NAND闪存的块比较小，一般是8KB，然后每块又分成页，页大小一般是512字节。要修改NandFlash芯片中一个字节，必须重写整个数据块。

(2)NorFlash闪存是随机存储介质，用于数据量较小的场合；NandFlash闪存是连续存储介质，适合存放大的数据。

(3)由于NorFlash地址线和数据线分开，所以NorFlash芯片可以像SDRAM一样连在数据线上。NOR芯片的使用类似于通常内存芯片，传输效率高，可执行程序可以在芯片内执行(XI P, eXecute In Place)，这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中.由于NorFlash的这个特点，嵌入式系统中经常将NOR芯片做启动芯片使用。NandFlash共用地址和数据总线，需要额外联结一些控制的输入输出，所以直接将NAND芯片做启动芯片比较难。

(4)NandFlash闪存芯片因为共用地址和数据总线的原因，不允许对一个字节甚至一个块进行的数据清空，只能对一个固定大小的区域进行清零操作；NorFlash芯片可以对字进行操作。所以在处理小数据量的I/O操作的时候的速度要快与NorFlash的速度。比如一块NorFlash芯片通常写一个字需要10us，在32位总线上写512字节需要1280us；NandFlash闪存写512字节需要的时间包括：512×每字节50ns+10us的寻页时间+200us的片擦写时间＝234us。

(5)NandFlash闪存的容量比较大，最大容量己达到8G字节.为了方便管理，NandFlash的存储空间使用了块和页两级存储体系，也就是说它的存储空间是二维的，比如K9F5608UOA闪存块的大小为16K，每页大小是512字节，每页还16字节空闲区用来存放错误校验码空间(也称为out-of-band，OOB空间)。在进行写操作时，NandFlash闪存每次将一个字节的数据放入内部的缓存区，然后再发出“写指令”进行写操作。由于对NandFlash闪存的操作都是以块和页为单位的，所以在向NandFlash闪存进行大量数据的读写时，NAND的速度要快于NOR闪存。

(6)可靠性

NorFlash闪存的可靠性要高于NandFlash闪存，是因为NorFlash型闪存的接口简单，数据操作少，位交换操作少，因此可靠性高，极少出现坏区块，一般用在对可靠性要求高的地方。NandFlash型闪存接口和操作均相对复杂，位交换操作也很多，关键性数据更是需安错误探测/错误更正(EDC/ECC)算法来确保数据的完整性，因此出现问题的几率要大得多，坏区块也是不可避免的，而且由于坏区块是随机分布的，连纠错也无法做到。

(7)NANDFlash一般地址线和数据线共用，对读写速度有一定影响；NORFlash闪存数据线和地址线分开，相对而言读写速度快一些。

NANDFlash和NORFlash芯片的共性

首先表现在向芯片中写数据必须先将芯片中对应的内容清空，然后再写入，即先擦后写。只不过NORFlash芯片只用擦写一个字，而NAND需要擦写整个块。其次，闪存擦写的次数都是有限的。当闪存使用接近使用寿命时，经常会出现写操作失败；到达使用寿命时，闪存内部存放的数据虽然可以读，但不能再进行写操作了。所以为了防止上面问题的发生，不能对某个特定的区域反复进行写操作。通常NANDFlash可擦写次数高于NORFlash芯片，但是由于NANDFlash通常是整块擦写，块内的页面中如果有一位失效整个块就会失效，而且由于擦写过程复杂，失败的概率相对较高，所以从整体上来说NOR的寿命较长。

另一个共性是闪存的读写操作不仅仅是一个物理操作，实际上在闪存上存放数据必须使用算法实现，这个模块一般在驱动程序的MTD'(Memory Technology Drivers)模块中或者在FTLZ (Flash Translation Layer)层内实现，具体算法和芯片的生产厂商以及芯片型号有关系。通过比较可以发现，NAND更适用于复杂的文件应用，但是由于NAND芯片的使用相对复杂，所以对文件系统有较高的要求。

(8)接口对比

NorFlash带有通用的SRAM接口，可以轻松地挂接在CPU的地址、数据总线上，对CPU的接口要求低。NorFlash的特点是芯片内执行(XIP，eXecute In Place)，这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。如uboot中的ro段可以直接在NorFlash上运行，只需要把rw和zi段拷贝到RAM中运行即可。

NandFlash器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据，8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。由于时序较为复杂，所以一般CPU最好集成NandFlash控制器.另外由于NandFlash没有挂接在地址总线上，所以如果想用NandFlash作为系统的启动盘，就需要CPU具备特殊的功能，如s3c2410在被选择为NandFlash启动方式时会在上电时自动读取NandFlash的4k数据到地址0的SRAM中.如果CPU不具备这种特殊功能，用户不能直接运行NandFlash上的代码，那可以采取其他方式，比如好多使用NandFlash的开发板除了使用NandFlash以外，还用上了一块小的NorFlash来运行启动代码。

(9)容量和成本对比

相比起NandFlash来说，NorFlash的容量要小，一般在1~16MByte左右，一些新工艺采用了芯片叠加技术可以把NorFlash的容量做得大一些。在价格方面，NorFlash相比NandFlash来说较高，如目前市场上一片4Mbyte的AM29lv320 NorFlash零售价在20元左右，而一片128MByte的k9f1g08 NandFlash零售价在30元左右。 NandFlash生产过程更为简单，NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量，这样也就相应地降低了价格。

(10)

NandFlash器件中的坏块是随机分布的，以前也曾有过消除坏块的努力，但发现成品率太低，代价太高，根本不划算。Nand器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块，并将坏块标记为不可用.在已制成的器件中，如果通过可靠的方法不能进行这项处理，将导致高故障率。而坏块问题在NorFlash上是不存在的.

在Flash的位翻转(一个bit位发生翻转)现象上，NAND的出现几率要比NorFlash大得多.这个问题在Flash存储关键文件时是致命的，所以在使用NandFlash时建议同时使用EDC/ECC等校验算法。

(11)升级对比

NorFlash的升级较为麻烦，因为不同容量的NorFlash的地址线需求不一样，所以在更换不同容量的NorFlash芯片时不方便。通常我们会通过在威廉希尔官方网站 板的地址线上做一些跳接电阻来解决这样的问题，针对不同容量的NorFlash。 而不同容量的NandFlash的接口是固定的，所以升级简单。

(12)读写性能对比

写操作：任何flash器件的写入操作都只能在空或已擦除的单元内进行。

NAND器件执行擦除操作是十分简单的，而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为1。

擦除NOR器件时是以64～128KB的块进行的，执行一个擦除/写入操作的时间约为5s。擦除NAND器件是以8～32KB的块进行的，执行一个擦除/写入操作最多只需要4ms. 

读操作：NOR的读速度比NAND稍快一些。

(13)文件系统比较

Linux系统中采用MTD来管理不同类型的Flash芯片，包括NandFlash和NorFlash。支持在Flash上运行的常用文件系统有cramfs、jffs、jffs2、yaffs、yaffs2等。cramfs文件系统是只读文件系统。如果想在Flash上实现读写操作，通常在NorFlash上我们会选取jffs及jffs2文件系统，在NandFlash上选用yaffs或yaffs2文件系统。Yaffs2文件系统支持大页(大于512字节/页)的NandFlash存储器。