STM32驱动nand出现异常，帮忙分析下

wzd5230

在项目中使用STM32H7驱动MXIC的一款nand flash（不带ECC）。
MCU支持OTA功能，以及Bootloader也支持对应用固件的升级，升级过程中bin保存在nand中，最近在小批量生产(几百片）中出现一些升级之后固件运行异常（卡死）的现象。为此将OTA之后的MCU执行位置的固件读出，与原始bin进行比较，发现有几个bit发生了翻转，因在使用nand过程中没有增加ECC以及坏块记录，是有这种可能的。
为了验证是nand坏块导致的做了以下几个测试，测试结果不一致，想问下是什么原因导致的：
测试一：
    剔除OTA的数据传输部分，直接在代码中将固件复制一份烧写到nand中，烧写完毕后再读出，并与固件进行对比，发现bit错误。具体步骤如下：
        1. 擦除nand中对应的块，擦除完毕后全部读出，确认都是0xFF
        2. 从MCU内部Flash读取固件，并将内容按页写到nand中，写过程中没有报错
        3. 从nand中读取刚刚写入的固件，并于MCU内部Flash中的固件进行对比，发现有bit翻转，多次测试每次翻转的位置不完全相同，但都集中在那几个位置。
测试二：
    因上面的位翻转出现的位置不统一，想通过写入特殊值，找到所有的会产生翻转的bit。具体步骤如下：
        1. 擦除nand中对应的块，擦除完毕后全部读出，确认都是0xFF
        2. 写入0x00到nand中对应的block，写过程中没有报错
        3. 将刚刚写入的block的数据读出，与0x00进行对比，发现所有bit没有错误
        4. 重复上述1-3的测试，但是将测试数据分别换成0xA5、0x5A、0xFF，测试都正常。

问题：上面2个测试中出现的这种不一致，测试一看起来应该是有bit翻转，但是位置不完全相同，测试二写入特殊值的并读出，却没有发生错误，这是什么原因？

wye11083

NAND不保证可靠性，只保证LBA0不是坏块。SLC NAND至少要纠>=1bit/512B错误（新的1ynm SLC也需要>=10bit/4KB纠错能力），MLC要>=20bit/4KB（新的甚至>=40bit/4KB），TLC就不用说了吧，现在的SSD主控LDPC纠错能力普遍>=160bit/4KB。

你要存固件的话，没有纠错必须使用NOR Flash。NOR通常要求在P/E<=10000次时保证至少10年可靠性。

wzd5230

wye11083 发表于 2022-8-9 09:39
NAND不保证可靠性，只保证LBA0不是坏块。SLC NAND至少要纠>=1bit/512B错误（新的1ynm SLC也需要>=10bit/4KB ...
(引用自2楼)

感谢回答，目前已经准备把OTA时候的固件放到MCU内部了，2MB，实际固件才300多KB。
这是第一次在项目中使用nand，目前的nandbit翻转的现象与我所了解到的现象不太一样。我认为某个bit坏了，那应该每次写入，或者写入任意值，这里都是不对的。但是从测试来看却不是这样，还是说我对nand坏块表现想象的太简单了。
下面这个是我做了4次测试，出现bit翻转的地址：
第一次：A2B6、194BD、2F2D3、3E652
第二次：A2B6、194BD、3E652
第三次：A2B6、194BD
第四次：A2B6、3E652、4C0CB
在第一次测试出现bit翻转的位置，有些在第二次、第三次没有出现，第四次又出现新的bit翻转的位置。

polarbear

wzd5230 发表于 2022-8-9 09:52
感谢回答，目前已经准备把OTA时候的固件放到MCU内部了，2MB，实际固件才300多KB。
这是第一次在项目中使 ...
(引用自3楼)

你不是把NAND 当NOR FALSH 用吧？ NAND FLASH  得配套 YAFFS2这个带坏块管理和平衡读写文件系统的才行；

总之，用NAND 就是麻烦

hpdell

使用  nor flash 的 spi 接口的 flash 是非常好的选择，当然也可以选择 qspi 接口的，速度比 nand 快很多很多倍

wzd5230

polarbear 发表于 2022-8-9 10:35
你不是把NAND 当NOR FALSH 用吧？ NAND FLASH  得配套 YAFFS2这个带坏块管理和平衡读写文件系统的才行；
...
(引用自4楼)

现在没有用yaffs和ECC，因为有部分存在里面的数据不允许出错，现在准备放到MCU内部的nor中存储了。
就是对nand坏块中bit翻转的表现优点不理解，竟然会时对时错。刚和MXIC的FAE沟通，说是bit翻转就会这样，时对时错。

wzd5230

hpdell 发表于 2022-8-9 10:49
使用  nor flash 的 spi 接口的 flash 是非常好的选择，当然也可以选择 qspi 接口的，速度比 nand 快很多很 ...
(引用自5楼)

nor比较贵了，我们应用中的数据需要128MB的存储，这么大容量的nor得要五六十了。

三年模拟

怎么不用sd nand 这个自带ecc 磨损均衡

三年模拟

频繁写的话不建议用nand flash。还是emmc或者上面所说sd nand

polarbear

hpdell 发表于 2022-8-9 10:49
使用  nor flash 的 spi 接口的 flash 是非常好的选择，当然也可以选择 qspi 接口的，速度比 nand 快很多很 ...
(引用自5楼)

NOR FLASH SPI 接口的就是类似W25QXX  这类器件很慢的啊，擦除一个块得上100ms;

而NAND FLASH 一般都在1ms内

NOR FLASH 就是龟速

xinyou

可以考虑使用带控制器的spi nand 或者SD nand。由控制器负责纠错和坏块管理。

wzd5230

xinyou 发表于 2022-8-9 11:52
可以考虑使用带控制器的spi nand 或者SD nand。由控制器负责纠错和坏块管理。
(引用自11楼)

是个好办法。
有pin-2-pin自带ECC的，但是bit错误超过ECC纠正范围时，就无法纠正了。坏块管理才是王道。

fsmcu

可以直接用rl-flashfs，专门针对nandflash的坏块管理，平衡擦除算法

akey3000

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