随着无线通讯的发展与宽频网路应用的起飞，资讯科技快速地从电脑时代到PDA、资讯家电时代，以及目前发展最热烈的宽频网路通讯；技术的应用方向千变万化，形形色色的应用也相继推出市场，包括行动电话、Smart Phone、PDA、视讯转换盒（Set Top Box）、网路电话（Web phone）、随选视讯器（Video on Demand Box）、家用闸道器（Home Gateway）等，而以行动通讯的发展与投入的研发最为的快速与活络。

由于行动无线通讯频宽的增加，所有相关通讯的设定与应用更为广泛与复杂，GRPS、MMS、WAP、语音服务等加值服务等应用趋于多样化与成熟，应用功能需求量增加，但行动装置的价格必须平价，体积重量必须轻颖小巧。如何在有​​限的体积下，运用最少的记忆体，发展最强的行动资料平台解决方案则是目前最重要的课题。

行动通讯装置所必须具备的要点应为：

其中产品效能，稳定性及续航能力，当属其中必要但却极难达到的项目。现今2G的手机或PDA的稳定性及续航能力都已有长足的进展，以至于待机数周或连续通话数小时仍可维持相当的电力而不至于产生问题。然而，当手机产品渐渐进入2.5G或3G的同时，多媒体及彩色萤幕的应用也越来越广泛，而随之而来的则是更大的电力消耗。

因此若从开源角度来设计新一代产品，例如加大电池的蓄电量，变成了重要的考虑方向。不过，有更多的设计却逐步的朝节流方向来做考虑，而要能达到此一目的，采用低耗电装置则是工程人员努力的课题。

一般来说，CPU（处理器）已渐渐采用3.3V或2.5V的版本，在未来一年内则有可能会采用1.8V的加强版。至于在DRAM方面，如今已逐渐采用1.8V的新一代产品，相同的在快闪记忆体方面，1.8V I/O则已经在市面上见到。

产品效能

快闪记忆体目前有许多增进整体效能的功能，不管是在软体或硬体方面，都有相关的发展，包括DMA mode、MultiBurst Mode、Parallel Multi-Plane Access等。

记忆体直接存取模式

我们常常在主机板或硬体上听到这一专有名词。 DMA为Direct-Memory Access（记忆体直接存取模式），它的优点为利用Host端及Client端。原本用I/O暂存器来做资料存取的动作改为由Host下一次指令，Client端便会将固定的一大笔资料直接由汇流排传至DRAM。 CPU只需下一行指令要求传送资料，DMA装置便会传送高达64K的资料至DRAM指定位置上。由于DMA功能必须与DMA控制器配合，因此DMA控制器必须能传送每次1024bytes的资料，同时能于最后一笔资料读取后送出DMAREQ#来通知CPU已完成传送。 DMAREQ#的信号宽度及发送时机点如(图一)所示。

《图一 DMAREQ#信号宽度及发送时机点》

MultiBurst

此模式最大的效能，便是能在开机时以连续并快速的方式将大档案或Image读入DRAM中。 NAND型FLASH跟NOR型FLASH的差异最大的地方，便是读出及写入资料的速度。 NAND写入速度为NOR的数十倍，但NOR读出资料的速度则快了NAND​​近一倍。因此，MultiBurst的硬体功能可以提升读取资料的速度，而这一功能只需透过TrueFFS驱动程式中之IOCTL将Flash的控制器加以设定（透过Flash专属的Register）便可执行此一模式，如(图二)所示。

《图二 MultiBurst功能的执行过程》

多层平行存取

Parallel Multi-Plane Access（多层平行存取）技术应用了两片大小同为256Mbit（32Mbytes）的快闪记忆体来做为资料存取的Flash媒体。由于是对这两片区域同时做存取，因此实际Data汇流排的宽度（Wid​​th）应为32位元，换言之，虽然外部介面为16位元，但实际上内部运作时是32位元，此一设计可以大幅提升一般快闪记忆体相关产品为人所诟病的传输速率瓶颈，如(图三)所示。

除此之外，由于NAND型快闪记忆体并非为完美的半导体（亦及允许有Bad Unit存在，类似硬碟），若遇到其中Flash Plane #1 之Unit为Bad Unit，而Flash Plane #2相对应位置是Good Unit时，研发人员可透过硬体及软体来决定采用对应式（Aligned）​​或非对应式（Non-Aligned）​​的排列组合做资料之配对及读写，若是采用Aligned方式则空间上不会被浪费但效能上会有所损失，而若采用Non-Aligned方式则会有相反的效果。

《图三 非对应式多层并行存取》

稳定性

新型的NAND型快闪记忆体在绝大部分的应用里都是拿来取代一般NOR型快闪记忆体，并用于储存Boot Coder及OS。

正因为如此，任何一位元的错误将会导致装置无法开机，这也就是为何NAND型快闪记忆体一直无法被大量用来取代NOR型快闪记忆体的原因。因为NAND型记忆体是允许有BAD Unit（坏区块）的。

究竟现今的NAND型装置是如何做到高标准的稳定性的呢？很简单，在内部的控制器部分，于设计之初便以加入了EDC（Error Detection；错误侦测）的逻辑，此一逻辑在资料进出之际便会自动侦测是否有错误产生，而当错误产生时，True FFS驱动程式便会藉由EDC所产生之警示来做ECC（Error Correction；错误修正）的动作，此一动作能将高达4-bit的错误资料修正为正确资料。

更甚之，NAND型装置中的Bad Unit于格式化时，格式化程式可以避开这些区块，而不把资料存于这些Bad Unit上。同时，TrueFFS驱动程式也会在开机后，严密的监控任何写入Flash的资料，不被存入Bad Unit内，称之为Bad Unit Management Algorithm。

耐用程度

谈完稳定性，我们更不可不谈Flash的平均寿命。一般而言，Flash寿命大约可以达到10万写入次（100K write cycle），10万次也许对一般储存BIOS或OS程式确已足够，但是若是拿来做储存BIOS及OS之外，也用来当做一般资料储存的话，那一旦应用程式持续不断的写入Flash同一区块的话，10万次可能就嫌少了。而若超过了此一极限，那么此一Flash的区块很有可能就会变成Bad Unit，很快的程式就会写不入资料而造成资料遗失。这一点对行动手持装置而言是极大的缺失，也是不可以发生的。

因此，可以在TrueFFS驱动程式内植入Wear-Leveling技术，此一技术便是将资料平均读写于Flash的Media上，而且每次写入的位置都不会是在同一个Physical位置上，所以NAND Flash的寿命可以提升到30万次的写入，足足超过一般NAND型Flash有三倍之多。

结语

行动装置已是未来台湾产业界必走的一条道路，许多研发人士早已视之为明日之星并急于在解决方案上找出一条极具竞争力的道路。

NAND型Flash因为具备大量资料储存能力，将会在行动装置上扮演更举足轻重的地位，不久的将来，市场上将可看到512MB，甚至1GB的NAND Flash应用于3G及下一代Smart Phone中，此一演进将可大幅将多媒体的应用加速导入行动装置中，届时，Video Streaming及MP3、WMA格式的档案将可轻易的存入下一代行动装置中，流畅及尽情的拨放。

（作者为M-Systems亚洲区工程暨行销部副总裁）