1. Flash
闪存（Flash Memory）是非易失性长寿命存储器，是电子可擦除只读存储器（EEPROM）的变种，而闪存的大部分芯片需要块擦除。
注：
N型半导体即自由电子浓度远大于空穴浓度的杂质半导体。(对于锗、硅类半导体材料，掺杂Ⅴ族元素(磷、砷等)
P型半导体即空穴浓度远大于自由电子浓度的杂质半导体。在纯净的硅晶体中掺入三价元素（如硼）
常见的Flash有:
- NOR Flash
- NAND Flash
| NOR Flash | NAND Flash | |
|---|---|---|
| 读速度 | 快 | 较快 |
| 单字节编程时间 | 快 | 慢 |
| 多字节编程时间 | 慢 | 快 |
| 寿命 | 十万次 | 百万次 |
| I/O 端口 | SRAM 接口，有足够地址引脚寻址 | 8个复用PIN 脚传送控制、地址、数据 |
| 功耗 | 高 | 低，需要额外RAM |
| 应用市场 | 1~16MB | 大容量 |
| 特点 | 程序可在芯片内运行 | 成本低，高存储密度，较快的写入和擦除速度 |
两者更详细的比较可以通过Flash 厂商的datasheet 查看。
Large Page Nand Flash
注：Spare Area 常常可以存储BBT(Bad Block Table), ECC, 逻辑映射表等信息。
Nand Flash 硬件特性：
- R/W 最小单位，Page
- 擦除最小单位，Block
- 擦除的含义是将整块都擦除为0xFF
- 写操作前，必须先擦除，然后再写
2. Linux MTD
常见MTD 分区为：
3. Operation
Flash 常见的操作有Read, Erase, Write, WP(Write Protect)
MTD Read Flow
使用多并口时， SPI 会用到WP#， HOLD# 等管脚。
Standard SPI: SCLK, CS#, SI, SO
Dual SPI: SCLK, CS#, IO0(SI), IO1(SO)
Quad SPI: SCLK, CS#, IO0(SI), IO1(SO), IO2(WP#), IO3(HOLD#)
在SPI 接口上可能会有如下形式的Read：
- Page Read
- Page Read to cache
- page from cache
- fast read from cache
- read from cache X2
- read from cache X4
- read from cache dual IO
- read from cache quad IO
SPI Nand Read 时序一般为：
- 13H(page read to cache)
- 0FH(get features coomand to read the status)
- 03H/OBH (read from cache), 3BH/6BH(read from cache x2/x4), BBH/EBH(Read from cache dual/quad IO)
spi_nand_read_from_cache
spi_nand_read_to_cache
spi_nand_read_from_cache_x4
spi_nand_read_from_cache_quad_io
MTD Write Flow
在SPI Nand Flash 上的时序图流程一般为：
- 02H (PROGRAM LOAD)/32H (PROGRAM LOAD x4)
- 06H (WRITE ENABLE)
- 10H (PROGRAM EXECUTE)
- 0FH (GET FEATURE command to read the status)
program load 是设定addr， 并将write data 加载到cache register（一般超过PAGE SIZE 如2K+oob 的数据会被ignore），打开WE#，在program execute 命令才执行。
WP(Write Protect)
一般Flash 还具备block 相关指令。
| 指令 | 说明 |
|---|---|
| block | 对某一区域Flash 进行写保护，不能写入 |
| un-block | 解除block 限制 |
| block down | |
| lock status | 查看状态 |
可能每个Flash 芯片厂商有所不同, 例如Giga SPI Nand Flash block, 通过SET Features，来控制block
Erase
Nand Flash 的erase 只能是Block(常见为64/128K) Erase。而Nor Flash 可以是Sector（一般4K） 或Block（32/64K） Erase。
4. Bad Block
Nand Flash 工艺不能保证Memory Cell在其生命周期中保持性能的可靠性，使用寿命一般100万次。
坏块一般分为：
- 固有坏块：生产中就有（芯片原厂将每个坏块第一个Page的spare area某个字节标记为非0xFF）
- 使用坏块：存储寿命（program/erase 错误，将block标记为坏块）
当然，也有伪坏块。芯片在才做过程中可能由于电压不稳定等因素导致Program、Erase错误，标记的坏块也可能是好的。解决办法是，retry 一次，然后查看状态。
坏块的特性
Page Program与Block Erase操作失败，会反映到Status Register。
避免坏块策略
Wear-Leveling(损益均衡)技术
Buffer Cache
类似于UBIFS 都会带有buffer cache，以及压缩，以此来尽量降低对I/O的操作。
应对坏块
为了保证数据正确性的R/W，我们使用BBT（Bad Block Table）。