在SSD（固态硬盘），移动电话和消费类设备中使用的NAND Flash芯片，通常针对速度和每比特位数进行优化，因此，它们必须使用专用逻辑或应用处理器来处理优化带来的复杂性。 但是，对于NAND Flash连接到MCU的嵌入式系统，其约束是完全不同的。了解这些差异将帮助开发人员避免代价高昂且耗时的错误。
1. 明确需求
为了在面对NAND Flash的细微差别时，做出良好的设计决策，开发人员必须仔细确定系统需求。 首先需要考虑的事项是：
•设备的使用寿命？
•需要的存储空间？
•数据保留时间？
•读/写数据的速度？
•数据组织方式？
•是否需要故障安全？
•可以容忍的设备故障率？
需求明确后，你就可以寻找满足这些要求的方法，在产品设计中集成合适的NAND Flash。
2. NAND Flash基础知识
NAND Flash以页（page）为组成单位，每个页除数据区域外，还包含一个额外的、小的备用区域（spare area），可以用来存储管理信息。页组成块（block）。 Flash以块为单位擦除，以页为单位写入。 一些设备允许部分页编程，但不允许字节写入。 Flash块中的页必须以递增地方式顺序写入，按page0，page1,page2….顺序。 某些设备需要先写入一定数量的页，然后才能擦除块。
Flash的备用区用于存储元数据（meta-data），包括坏块标记和错误纠正码（ECC），NAND组织的简单示例，请参见图1。 不同的NAND Flash其组织结构会有变化，详细信息请阅读设备的参考手册或数据表，了解所选设备的具体行为。
3. 如何选择NAND设备和接口类型
对于MCU开发人员而言，大多数NAND设备过于复杂而无法集成-主要是由于其纠错要求。 通常，SLC（single-level Cell，每个存储单元存放1位数据）Flash需要进行1位校正位，而MLC（Multi Level Cell，单个存储单元可以存储多个位，如2位，4位等）需要进行多位校正位。
MCU开发人员可以从以下三类中选择NAND设备：
1具有内置ECC计算引擎的Flash，MCU不需要处理ECC，大多数SPI NAND器件包含此功能。
2 Flash需要的1位ECC校正可以通过软件完成。
3 MCU集成了带ECC引擎的NAND控制器，能够匹配所选NAND Flash。 通常，MCU集成的NAND控制器只能管理少量位错误（1-8），而应用处理器可能具有更为复杂的ECC引擎。
NAND Flash与MCU的连接有两种方式。 传统方法是使用地址与数据复用的8位数据总线。 另一种方式是SPI接口，其优点是与MCU的接口简单，且大多数SPI接口的NAND Flash设备包含ECC引擎，可以减轻MCU的处理负担。
4. 关注NAND固有特性
使用NAND Flash的复杂性是许多细微差别导致的，这些差别是这种存储介质不可或缺的一部分。通常，Flash密度越高，使用越复杂。以下是需要注意的事项：
出厂坏块信息：出厂时，设备中的某些块即不可用。在设备生产时，将对每个块进行测试，并将测试失败的块标记为坏块。
ECC校验：所有NAND Flash使用过程中，一些位会变得粘滞或状态翻转。Flash密度越大越不稳定。为了满足设备参数，制造商需要指定所需的纠错级别。 ECC存储在每个页的备用区域中。ECC需要大量的计算，纠错的位数越多，工作量越大。
数据保持：使用指定的ECC纠错时，数据可以保持稳定状态的时间。
擦写次数：当指定的ECC不能保护数据之前，每个块可以写入和擦除的次数。
读干扰：对页的读取或写入操作可能会干扰另一页面的内容。
NAND Flash还有许多微妙之处，但并未全部标注在文档中。制造商还对使用场景做出假设，这些并没有记录在案。使用故障安全的软件（如SafeFAT）是最可靠的方法。
通常，给出的错误纠正、数据保持等数字是基于概率计算的，它们倾向于使用“典型”一词，而很少使用“保证”一词。 不同的属性也会相互影响–例如，通常，块的擦除次数越多，数据保持率就越低。 但此类信息无法从产品数据表中获得。 此外，环境条件也会影响这些数字以及Flash使用的寿命。 设计产品时，你应该确保设备在指定的参数范围内运行良好。
如果使用场景接近使用的NAND Flash部件的限制，建议您采取两种措施：
1 为您的应用场景建模设备的寿命
2 插入大量错误测试
5. 无需畏惧软件管理
NAND Flash的管理使用Flash转换层（FTL）。 FTL对应用程序（或文件系统）隐藏Flash的操作细节，仅处理一组扇区，如图2所示。
FTL的开发是一个专业主题。需要考虑的关键因素包括：
1 FTL是故障安全的吗？实现故障安全需要做什么？
2 支持的FLASH类型？
3写入放大值？
4 磨损平衡（wear-leveling）能力？
5 处理边界编程？
6 在应用上下文中的性能要求？
6. 总结
许多类型的NAND Flash可供MCU使用，仔细考虑系统要求，选择合适的NAND Flash部件可以构建强大的存储系统。但设计需要付出大量的努力并了解所选NAND部件的细节，这可能需要专业知识。
