标签: 贴片式SD卡

SD nand，贴片式SD卡，使用起来和SD卡一致，不同的是采用，通常采用LGA-8封装，尺寸为8mm x 6mm x 0.75mm，重点是采用贴片封装，可以直接贴在板卡上，直接解决了SD卡固定问题，再也不用为SD卡的接触稳定性操心！ 　　SD nand 和 SD 卡、SPI Nor flash、 nand flash、eeprom一样，都是嵌入式系统中常见的用来存储数据所使用的存储芯片。 SD NAND、SPI NAND和Raw NAND SD的英文全称是Secure Digital Memory，就是我们所熟知的SD卡 　　固态硬盘（Solid State Disk，SSD）是以NAND闪存介质为主的一种存储产品,应用于笔记本电脑、台式电脑、移动终端、服务器和数据中心等场合. 　　NAND闪存类型 　　按照每个单元可以存储的位数，可以将NAND闪存类型分为SLC、MLC、TLC、QLC和PLC。 以SLC NAND为例，每个单元存储数据位数为1位，这意味着每个单元可以存储一个“0”或“1”；类似的，MLC NAND每个单元可以存储数据两位，即“00”“01”“10”“11”，其它如TLC、QLC、PLC也按照相应位数进行以此类推。 　　不同的闪存类似，其性能、耐久性和价格是不同的。 　　在性能和耐久性方面，SLC＞MLC＞TLC＞QLC＞PLC。 　　在成本价格上，SLC＞MLC＞TLC＞QLC＞PLC。

　　前言 　　作为一名电子专业的学生，半导体存储显然是绕不过去的一个坎，今天聊一聊关于Nand Flash的一些小知识。 　　这里十分感谢深圳雷龙发展有限公司为博主提供的两片CS创世SD NAND的存储芯片，同时也给大家推荐该品牌的相关产品。 　　一、定义 　　存储芯片根据断电后是否保留存储的信息可分为易失性存储芯片（RAM）和非易失性存储芯片（ROM）。 　　非易失性存储器芯片在断电后亦能持续保存代码及数据，分为闪型存储器 （Flash Memory）与只读存储器（Read-OnlyMemory），其中闪型存储器是主流，而闪型存储器又主要是NAND Flash 和NOR Flash。 　　NAND Flash 存储单元尺寸更小，存储密度更高，单位容量成本更低，块擦/写速度快， 具有更长的寿命，多应用于大容量数据存储，如智能手机、PC、平板电脑、U 盘、固态硬盘、服务器等领域。 　　NOR Flash 读取速度更快，具备可在芯片内执行程序（XIP）的特点，在传输效率、稳定性和可靠性方面更具优势，通常用于小容量数据存储，适宜中等容量代码存储（通常在 1Mb~1Gb），在计算机、消费电子（智能手机、TV、TWS 耳机、可 穿戴设备）、安防设备、汽车电子（ADAS、车窗控制、仪表盘）等领域均有应用。 　　二、NAND Flash 　　NAND Flash的存储单元是数据存储的最小单位，目前闪存已经由数千亿个存储单元组成，通过将电子移入和移出封闭在绝缘体中的电荷存储膜来存储数据。 　　NAND Flash存储器使用浮栅晶体管，它能在没有电源的情况下存储信息。所有的电路都依赖于某种能量来使整个电池的电荷产生差异，这种能量迫使电子穿过栅极，Nand闪存的浮动栅极系统通过使用第二个栅极在电子穿过电池时收集和捕获一些电子， 这使得粘在浮栅上的电子在没有电压的情况下保持原位，在这一过程中不管是否有电源连 接，芯片都能继续存储下一个值。 　　NAND Flash 为大容量数据存储的实现提供了廉价有效的解决方案，是目前全球市场大容量非易失存储的主流技术方案。 　　三、NAND Flash分类 　　NAND闪存卡的主要分类以NAND闪存颗粒的技术为主，NAND闪存颗粒根据存储原理分为SLC、MLC、TLC和QLC，从结构上又可分为2D、3D两大类。 　　Flash按技术主要分为SLC、MLC、TLC和QLC四大类，对应不同的空间结构，这四类技术可又分为2D结构和3D结构两大类；2D结构的存储单元仅布置在芯片的XY平面中，为了提高存储密度，制造商开发了3D NAND或V-NAND(垂直NAND)技术，该技术将Z平面中的存储单元堆叠在同一晶圆上。 　　3D NAND, 即立体堆叠技术，如果把2D NAND看成平房，那么3D NAND就是高楼大厦，建筑面积成倍扩增，理论上可以无限堆叠，可以摆脱对先进制程工艺的束缚，同时也不依赖于极紫外光刻（EUV）技术。 　　与2D NAND缩小Cell提高存储密度不同的是，3D NAND只需要提高堆栈层数，目前多种工艺架构并存。从2013年三星推出了第一款24层SLC/MLC 3D V-NAND，到现在层数已经迈进200+层，并即将进入300+层阶段。目前，三星/西部数据/海力士/美光/铠 侠等几乎垄断了所有市场份额，并且都具有自己的特殊工艺架构，韩系三星/海力士的CTF，美系镁光/英特尔的FG，国内长江存储的X-tacking。 　　随着堆栈层数的增加，工艺也面临越来越多的挑战，对制造设备和材料也提出了更多的要求。主要包括以下几个方面： 　　1）ONON薄膜应力：随着器件层数增加，薄膜应力问题越发凸显，会影响后续光刻对准精度； 　　2）高深宽比通孔刻蚀：随着深宽比增加，刻蚀难度会显著增加，容易出现刻蚀不完全、通孔结构扭曲等问题； 　　3）WL台阶的设计与刻蚀：垂直管状环栅结构的器件需要刻蚀出精确的台阶结构，保障CT能打到对应位置，而随着层数增加， 工艺难度加大，需要重新设计WL台阶结构。 　　四、品牌推荐——雷龙发展代理CS创世SD NAND 　　对于电子这一专业来说，仅仅从书面上了解一款电子元件是远远不够格的，上手实践才是第一要义。 　　这里十分感谢深圳雷龙发展有限公司为博主提供的两片SD NAND的存储芯片，同时也给大家推荐该品牌的相关产品。 　　博主拿到手上的芯片型号为：CSNP4GCR01-AMW，其性能如下 　　这款存储芯片作为博主正在完成的物联网项目中表现优异，性能良好，是作为存储工具的不二选择。

在电子设备不断追求低功耗的今天，CS创世半导体的8GB SD NAND芯片以其低功耗特性脱颖而出。这款芯片的读写电流仅为15mA，相较于同类产品，其功耗显著降低，这不仅延长了设备的使用时间，还减少了对电池的依赖。这种低功耗特性特别适合用于那些需要长时间运行且对电池寿命有严格要求的设备，如运动耳机和各类相机产品。 　　CS创世8GB SD NAND芯片的封装尺寸仅为7*8.5毫米，仅有8个管脚，使得它在设计和布局上更加灵活，适合小尺寸的应用领域。这种设计不仅提升了产品的美观度，还降低了生产成本，使得这款芯片在市场上具有极高的竞争力。其内置的控制核心和高稳定性的存储单元，保证了数据传输的高效和稳定，使得这款芯片在性能和可靠性方面都达到了一个新的高度。 　　此外，这款芯片的小文件读取速度在HD TUNE实测中可达到1.4MB/S，这一速度在同类产品中处于领先地位。这种高速度的读取能力，使得它在处理大量数据时更加迅速和高效，特别适合需要快速数据传输的应用场景，如各类相机产品和儿童相机。这种创新和可靠性的结合，使得这款芯片在性能和可靠性方面都达到了一个新的高度，满足了客户对高性能存储解决方案的需求。 　　非常欢迎您来到雷龙官网，并感谢您的信任与支持！在存储技术日新月异的今天，选择合适的闪存解决方案对于提升数据存储效率、保障数据安全至关重要。雷龙作为在存储行业深耕13年的专业品牌，我们深知每一位用户的需求与期望，因此致力于提供高质量、高性能、高可靠性的小容量闪存解决方案。 　　如果您在浏览官网文章或了解我们的产品过程中遇到任何疑惑或不懂的地方，我们非常乐意为您提供帮助。请随时通过以下方式联系我们： 　　在线客服：访问深圳市雷龙发展有限公司官网时，您可以直接通过网页上的在线客服功能与我们的客服人员实时交流，解答您的疑问。

　　在当今这个数字化飞速发展的时代，电子设备已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。从智能手表到智能手机，从无人机到智能家居，各种高科技产品层出不穷，而这些设备的续航能力与性能表现直接关系到用户的使用体验。在此背景下，CS创世半导体推出的8GB SD NAND芯片，以其卓越的低功耗特性，成为了市场上的一颗璀璨明星，为电子设备的续航与性能提升开辟了新的路径。 低功耗：延长设备 生命 的秘密武器 　　在电子设备领域，低功耗一直是研发人员追求的目标之一。CS创世8GB SD NAND芯片以其惊人的低功耗表现，为这一难题提供了有效的解决方案。其读写电流仅为15mA，相较于市场上同类产品，这一数值显著降低了功耗水平。这意味着，在相同条件下，搭载创世8GB SD NAND芯片的设备能够拥有更长的使用时间，减少了频繁充电的烦恼，极大地提升了用户体验。特别是在运动耳机、相机等需要长时间运行且对电池寿命有严格要求的设备上，这一低功耗特性更是显得尤为重要。 　　小巧设计：空间与成本的双重优化 　　除了低功耗之外，CS创世8GB SD NAND芯片在设计上也展现出了非凡的创意与实用性。其封装尺寸仅为7*8.5毫米，仅有8个管脚，这种紧凑的设计使得它在各种小型设备中都能轻松找到立足之地。对于设计师而言，这意味着更大的布局灵活性，可以更加自由地规划电路板空间，实现产品的轻薄化设计。同时，小巧的封装也降低了生产成本，使得这款芯片在价格上更具竞争力，进一步推动了其在市场上的普及。 　　高性能：稳定与速度的双重保障 　　CS创世8GB SD NAND芯片不仅在功耗和设计上表现出色，在性能方面也同样令人瞩目。其内置的控制核心和高稳定性的存储单元，确保了数据传输的高效与稳定。在HD TUNE实测中，这款芯片的小文件读取速度可达到1.4MB/S，这一速度在同类产品中处于领先地位。对于需要快速数据传输的应用场景，如高清摄影、视频录制等，CS创世8GB SD NAND芯片无疑能够提供更流畅、更高效的体验。此外，其高稳定性和可靠性也保证了数据的安全存储，避免了因数据丢失或损坏而带来的损失。 　　广泛应用：满足多元化需求 　　CS创世8GB SD NAND芯片的低功耗、小巧设计及高性能特性，使其在各种电子设备中都有着广泛的应用前景。除了运动耳机和相机产品外，它还可以被广泛应用于智能穿戴设备、便携式医疗设备、无人机等领域。在这些领域中，低功耗和高效能成为了不可或缺的关键因素，而创世8GB SD NAND芯片正好满足了这些需求。 　　结语 　　综上所述，CS创世8GB SD NAND芯片以其卓越的低功耗特性、小巧的设计以及高性能表现，在电子设备领域展现出了强大的竞争力。它不仅延长了设备的续航时间，降低了对电池的依赖，还提升了数据传输的效率和稳定性。随着科技的不断进步和市场需求的日益多样化，CS创世8GB SD NAND芯片有望在未来发挥更加重要的作用，为电子设备的续航与性能提升贡献更多的力量。在这个追求高效、节能的时代里，CS创世8GB SD NAND芯片无疑将成为推动行业发展的重要力量之一。

目录 　　引言 　　SD卡的发展 　　SD NAND卡的特性与优势 　　二代SD NAND五大优点 　　SD NAND六大主要优势 　　现有产品分类 　　实际应用场景 　　SD NAND芯片推荐线路连接： 　　CSNP4GCR01-AMW的介绍 　　基础使用例程 　　例程环境简介 　　硬件设备及电路 　　项目创建流程 　　代码 　　例程结果 　　对比市场现有产品 　　创世半导体（CS)是全球首家推出SD NAND FLASH产品的厂商，SD NAND的出现大大降低了使用 NAND FLASH 的技术难度。 　　———————————————— 引言 　　随着科技的发展，数据的存储需求也在日益增长。在这个信息爆炸的时代，一款高效、稳定、便携的存储设备显得尤为重要。新品SD卡——SD NAND，应运而生，为我们的数据存储带来了新的革命。 SD卡的发展 　　SD卡自问世以来，其体积不断缩小，容量逐步增大，速度也在不断提升。 　　开始。 　　1997年11月，闪迪和英飞凌联合推出了MMC（MultiMediaCard）存储卡。 　　1999年8月，闪迪又联合松下、东芝推出了SD（Secure Digital）存储卡。SD卡拥有与MMC卡相同的长宽尺寸，略厚一些（2.1mm VS. 1.4mm）。早期SD卡设备/读卡器都能同时兼容MMC卡。 　　2000年1月，SD卡协会正式成立，当年推出了最大容量64MB、传输速度约12.5MB/s的产品。 　　2003年3月，闪迪展示了面向手机等移动设备的miniSD卡（目前已退出市场）。 　　2004年2月，闪迪又和摩托罗拉发布了更小巧的microSD卡（也称为TransFlash或TF卡）。 　　2005年7月，SD卡协会确认了microSD卡规范，传输速度也提升到了约25MB/s。 　　2006年1月，SD 2.0带来了采用FAT32文件系统、最大容量32GB的SDHC（包括miniSDHC、microSDHC）卡。而最初版本的SD卡采用FAT12/FAT16文件系统，最大容量为2GB。 　　2010年5月，SD 3.01带来了采用exFAT文件系统、最大容量提升到2TB的SDXC（包括microSDXC）卡；以及UHS-I高速总线，最大传输速度为104MB/s。 　　2011年6月，SD 4.0带来了UHS-II总线。这种SD卡（包括microSD卡）具有两排触点，可以实现全双工156MB/s、半双工312MB/s的传输速度。 　　2016年2月，SD 5.0带来了视频速度等级规范，包括V30、V60、V90。 　　2016年11月，SD 5.1增加了针对App运行性能的A1标准。在满足10MB/s持续读写的基础上，增加了随机读取1500IOPS、随机写入500IOPS的要求。 　　2017年2月，SD 6.0带来了全双工312MB/s、全双工624MB/s的UHS-III总线以及随机读取4000IOPS、随机写入2000IOPS的A2标准。UHS-III向下兼容UHS-II，但到目前为止都没有看到任何样品。 　　2016年11月，SD 5.1增加了针对App运行性能的A1标准。在满足10MB/s持续读写的基础上，增加了随机读取1500IOPS、随机写入500IOPS的要求。 　　2017年2月，SD 6.0带来了全双工312MB/s、全双工624MB/s的UHS-III总线以及随机读取4000IOPS、随机写入2000IOPS的A2标准。UHS-III向下兼容UHS-II，但到目前为止都没有看到任何样品。 　　2019年初，闪迪推出“UHS-I超频卡”，突破了104MB/s的速度瓶颈。之后，金士顿、雷克沙等厂商也追加了类似规格的产品。 　　2020年5月，SD 8.0引入了PCIe 3.0×2、PCIe 4.0×1和PCIe 4.0×2，将最高速度提升至接近4GB/s（3938MB/s）。 　　2022年5月，SD 9.0增加了快速启动和安全启动特性，为SD卡创造了半嵌入式应用场景。 　　内存卡在近年来的发展主要集中在提高容量和读写速度上。例如，现在市场上已经出现了容量达到1TB的MicroSD卡，读写速度也不断提高，以满足用户对存储容量和速度的需求。 　　同时，一些新型内存卡如CFexpress和SD Express也正在逐渐普及，它们支持更快的数据传输速度和更大的容量。随着手机互联网的发展，云存储也逐渐在吞食存储卡的市场。过去需要通过内存卡扩展手机存储空间，现在则可以通过云服务，把数据存储在云端。 SD NAND的特性与优势 　　以CSNP4GCR01-AMW为例。 　　不用写驱动程序自带坏块管理的NAND Flash（贴片式TF卡）， 　　尺寸小巧，简单易用，兼容性强，稳定可靠，固件可定制，LGA-8封装， 　　标准SDIO接口，兼容SPI/SD接口，兼容各大MCU平台，可替代普通TF卡/SD卡， 　　尺寸6x8mm毫米，机贴手贴都非常方便， 　　内置SLC晶圆擦写寿命10万次，通过1万次随机掉电测试耐高低温， 　　支持工业级温度-40°~+85°， 　　速度级别Class10（读取速度23.5MB/S写入速度12.3MB/S） 　　标准的SD 2.0协议使得用户可以直接移植标准驱动代码，省去了驱动代码编程环节。 　　支持TF卡启动的SOC都可以用SD NAND， 　　提供STM32参考例程及原厂技术支持， 　　主流容量：128MB/512MB/2GB/4GB/8GB， 　　比TF卡稳定，比eMMC便宜。 二代SD NAND五大优点 　　•尺寸小巧 　　•简单易用 　　•兼容性强 　　•稳定可靠 　　•固件可定制 　SD NAND六大主要优势 　　•LGA-8封装,机贴手贴都方便。 　　•尺寸小巧5(6*8mm),助力产品颜值提升。 　　•容量适宜(1Gb/4Gb/32Gb)帮助客户降低成本。 　　•擦写寿命长(内置SLC晶圆,擦写寿命可达5-10万次，专为嵌式而生)。 　　•免驱动(即贴即用)直连SD/SPI接口即可使用，已内置Flash管理程序。 　　•稳定可靠:已通过10k次随机掉电高低温冲击测试。内置FW包含平均读写，坏块管理，垃圾回收等处理机制。 　　SD NAND 与 TF卡的区别：（看图表） 现有产品分类 　　本篇示例代码采用工业级CSNP4GCR01-AMW。容量为512MB。 实际应用场景 　　新一代SD NAND主要应用领域 　　•5G 　　•机器人 　　•智能音箱 　　•智能面板(HMI) 　　•移动支付 　　•智能眼镜(AR) 　　•智能家居 　　•医疗设备 　　•轨道交通 　　•人脸识别 　　•3D打印机 　SD NAND芯片推荐线路连接： 　CSNP4GCR01-AMW的介绍 　　不用写驱动程序自带坏块管理的NAND Flash（贴片式TF卡）， 　　尺寸小巧，简单易用，兼容性强，稳定可靠，固件可定制，LGA-8封装， 　　标准SDIO接口，兼容SPI/SD接口，兼容各大MCU平台，可替代普通TF卡/SD卡， 　　尺寸6x8mm毫米，机贴手贴都非常方便， 　　内置SLC晶圆擦写寿命10万次，通过1万次随机掉电测试耐高低温， 　　支持工业级温度-40°~+85°， 　　速度级别Class10（读取速度23.5MB/S写入速度12.3MB/S） 　　标准的SD 2.0协议使得用户可以直接移植标准驱动代码，省去了驱动代码编程环节。 　　支持TF卡启动的SOC都可以用SD NAND， 　　提供STM32参考例程及原厂技术支持， 　　主流容量：128MB/512MB/2GB/4GB/8GB， 　　比TF卡稳定，比eMMC便宜。 基础使用例程 　　例程环境简介 　　项目环境： 　　使用开发板为正点原子探索者STM32F407ZG; 　　STM32CubeMX; 　　Keil; 　　SD NAND：芯片型号 CSNP4GCR01-AMW；芯片转接板（将芯片引脚引出为TF 卡） 　硬件设备及电路 　　SD NAND原理图： 　　探索者TF 卡槽： 　　STM32线路连接 　　使用SDIO模式， 　　D0接PC8; D1接PC9; D2接PC10; D3接PC11; 　　信号 　　SDIO信号“4线模式” 　　CLK：HOST给DEVICE的时钟信号。 　　VDD：电源信号。 　　VSS：Ground信号。 　　DAT0-DAT3：4条数据线 　　CMD：用于HOST发送命令和DEVICE回复响应。 项目创建流程 　　基础时钟配置： 　　SDIO模式配置： 　　FATFS配置： 　　更改缓存区大小： 　　完成项目其他基础配置。 代码 　　while(1)之前： FATFS fs; /* FatFs 文件系统对象 */ FIL file; /* 文件对象 */ FRESULT f_res; /* 文件操作结果 */ UINT fnum; /* 文件成功读写数量 */ BYTE ReadBuffer = {0}; /* 读缓冲区 */ BYTE WriteBuffer[] = /* 写缓冲区 */ "This is STM32 working with FatFs \r\n STM32的FATFS文件系统测试 \r\n "; // 在外部 SD 卡挂载文件系统，文件系统挂载时会对 SD 卡初始化 // note:必须先要保证SD卡正常拥有FAT文件系统，如果没有会失败。 f_res = f_mount(&fs, "0:", 1); /*----------------------- 文件系统测试：写测试 -----------------------------*/ /* 打开文件，如果文件不存在则创建它 */ f_res = f_open(&file, "0:FatFs STM32cube.txt", FA_CREATE_ALWAYS | FA_WRITE); if(f_res == FR_OK) { /* 将指定存储区内容写入到文件内 */ f_res = f_write(&file, WriteBuffer, sizeof(WriteBuffer), &fnum); /* 不再读写，关闭文件 */ f_close(&file); } /*------------------- 文件系统测试：读测试 ------------------------------------*/ f_res = f_open(&file, "0:FatFs STM32cube.txt", FA_OPEN_EXISTING | FA_READ); if(f_res == FR_OK) { f_res = f_read(&file, ReadBuffer, sizeof(ReadBuffer), &fnum); } /* 不再读写，关闭文件 */ f_close(&file); /* 不再使用文件系统，取消挂载文件系统 */ f_mount(NULL, "0:", 1); /* 操作完成，停机 */ 　　MX_SDIO_SD_Init()函数中加入 if (HAL_SD_Init(&hsd) != HAL_OK) { Error_Handler(); } if (HAL_SD_ConfigWideBusOperation(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B) != HAL_OK) { Error_Handler(); } void MX_SDIO_SD_Init(void) { /* USER CODE BEGIN SDIO_Init 0 */ /* USER CODE END SDIO_Init 0 */ /* USER CODE BEGIN SDIO_Init 1 */ /* USER CODE END SDIO_Init 1 */ hsd.Instance = SDIO; hsd.Init.ClockEdge = SDIO_CLOCK_EDGE_RISING; hsd.Init.ClockBypass = SDIO_CLOCK_BYPASS_DISABLE; hsd.Init.ClockPowerSave = SDIO_CLOCK_POWER_SAVE_DISABLE; hsd.Init.BusWide = SDIO_BUS_WIDE_1B; hsd.Init.HardwareFlowControl = SDIO_HARDWARE_FLOW_CONTROL_ENABLE; hsd.Init.ClockDiv = 34; /* USER CODE BEGIN SDIO_Init 2 */ if (HAL_SD_Init(&hsd) != HAL_OK) { Error_Handler(); } if (HAL_SD_ConfigWideBusOperation(&hsd, SDIO_BUS_WIDE_4B) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /* USER CODE END SDIO_Init 2 */ } 例程结果 　　新建了一个 STM32cube.txt 文件 　　写入内容如下图所示。 　　Keil 调试 ：成功读取文件内容，暂存至数组中。内容如下 　　代码解释 对比市场现有产品 　　目前再嵌入式中使用最多的存储情况： 　　EEPROM: 　　只能存放字节类型的数据：芯片为AT24CXX;采用IIC通信，存储内容类型，大小有限。 　　U盘 ： 　　存放文件格式多样；采用USB接口；占用空间大；可以热拔插； 　　关于MCU的存储方面，以前基本上用内置的E2PROM,或者是外置的NOR Flash 就可以了。但随着物联网的兴起，MCU的应用越来越广泛了，逐渐的MCU会涉及到大容量的存储需求，用来存储音频，图片（GUI）、视频缓存、协议栈等等。 　　那传统的E2PROM和NOR Flash就不够用了。这个时候MCU可能就需要用到NAND Flash了。但MCU采用大容量存储芯片NAND Flash，面临着新的挑战。 　　每个产品都有自己的优缺点。再存储器件选取上，都是考虑项目本身的需求，个产品性能综合考虑最优存储产品。