非易失性存储元件有很多种，如EPROM、EEPROM、NOR FLASH和NAND FLASH，前两者已经基本被淘汰了，因此我仅关注后两者，本文对FLASH的基本存储单元结构、写操作、擦除操作和读操作的技术进行了简单介绍，对了NOR和NAND由存储结构决定的特性和应用场合的差异，对后续的硬件设计和驱动编程起到铺垫作用。
1 FLASH基本存储单元---浮栅场效应管
NOR FLASH和NAND FLASH都是使用浮栅场效应管(Floating Gate FET)作为基本存储单元来存储数据的，浮栅场效应管共有4个端电极，分别是为源极（Source）、漏极（Drain）、控制栅极（Control Gate）和浮置栅极（Floating Gate），前3个端电极的作用于普通MOSFET是一样的，区别仅在于浮栅，FLASH就是利用浮栅是否存储电荷来表征数字0’和‘1’的，当向浮栅注入电荷后，D和S之间存在导电沟道，从D极读到‘0’；当浮栅中没有电荷时，D和S间没有导电沟道，从D极读到‘1’，原理示意图见图1.1[1],图1.2是一个实际浮栅场效应管的剖面图。
注：SLC可以简单认为是利用浮栅是否存储电荷来表征数字0’和‘1’的，MLC则是要利用浮栅中电荷的多少来表征‘00’，‘01’，‘10’和‘11’的，TLC与MLC相同。
2 FLASH基本存储单元的操作---写/擦除/读
FLASH中，常用的向浮栅注入电荷的技术有两种---热电子注入(hot electron injection)和F-N隧道效应(Fowler Nordheim tunneling)；从浮栅中挪走电荷的技术通常使用F-N隧道效应(Fowler Nordheim tunneling)，基本原理见图2[2]。
写操作就是向浮栅注入电荷的过程，NOR FLASH通过热电子注入方式向浮栅注入电荷（这种方法的电荷注入效率较低，因此NOR FLASH的写速率较低），NAND FLASH则通过F-N隧道效应向浮栅注入电荷。FLASH在写操作之前，必须先将原来的数据擦除（即将浮栅中的电荷挪走），也即FLASH擦除后读出的都是‘1’。
擦除操作就是从浮栅中挪走电荷的过程，NOR FLASH和NAND FLASH都是通过F-N隧道效应将浮栅中的电荷挪走的。
读出操作时，控制栅极上施加的电压很小，不会改变浮栅中的电荷量，即读出操作不会改变FLASH中原有的数据，也即浮栅有电荷时，D和S间存在导电沟道，从D极读到‘0’；当浮栅中没有电荷时，D和S间没有导电沟道，从D极读到‘1’。
