第二季-专题13-NandFlash变硬盘

专题3-NandFlash变硬盘

第1课-NandFlash原理解析

1. 角色分析

在电脑中有硬盘，它是用来存储文件的。嵌入式系统是防电脑的系统，在嵌入式系统中，NandFlash就相当于硬盘的存在。

1. NandFlash的分类

2.1 根据物理结构上的区别，NandFlash主要分为如下两类：

l  SLC（Single Level Cell）：单层式存储

l  MLC（Muti Level Cell）：多层式存储

SLC在存储格上只存一位数据，而MLC则存放两位数据

2.2 MLC对比SLC

价格：由于MLC采用了更高密度的存储方式，因此同容量的MLC价格上远低于SLC

访问速度：SLC的访问速度一般要比MLC快3倍以上

使用寿命：SLC能进行10万次的擦写，MLC能进行1万次

功耗：MLC功耗比SLC高15%左右

1. 访问方式

（1）       对比内存与NandFlash的编址区别

CPU内部有NandFlash控制，负责NandFlash与CPU之间的通信，通过地址、命令和数据三个寄存器来完成这一系列的通信。

（2）       NandFlash地址构成

一块NandFlash划分成多个Block，一个Block划分成多个page，一个page划分成两个部分。

（3）       信号引脚

CLE(Command Latch Enable): 命令锁存允许

ALE(Address Lactch Enable): 地址锁存允许

CE:芯片选择

RE:读允许

WE:写允许

WE:写允许

WP:在写或擦除期间，提供写保护

 R/B:读/忙

第2课-NandFlash驱动设计~读

#define NFCONF (*(volatile unsigned long*)0x4E000000)

#define NFCONT (*(volatile unsigned long*)0x4E000004)

#define NFSTAT (*(volatile unsigned char*)0x4E000020)

#define NFCMD  (*(volatile unsigned char*)0x4E000008)

#define NFADDR (*(volatile unsigned char*)0x4E00000C)

#define NFDATA (*(volatile unsigned char*)0x4E000010)

 

#define TACLS 1

#define TWRPH0 2

#define TWRPH1 1

 

 

void select_chip()

{

    NFCONT &= ~(1<<1);

}

 

void deselect_chip()

{

    NFCONT |= (1<<1);

}

 

void clear_RnB()

{

   NFSTAT |= (1<<2);

}

 

void send_cmd(unsigned cmd)

{

     NFCMD = cmd;

}

 

void send_addr(unsigned addr)

{

     NFADDR = addr;

}

 

void wait_RnB()

{

   while (!(NFSTAT&(1<<2)))  

   {

       ;

   }

}

 

void nand_reset()

{

    //选中flash

    select_chip();

   

    //清除RnB

    clear_RnB();

   

   

    //发送0xff命令

    send_cmd(0xff);

   

   

    //等待RnB

    wait_RnB();

   

   

    //取消选中flash

    deselect_chip();

}

 

void nand_init()

{

    //初始化NFCONF

    NFCONF = (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);

   

    //初始化NFCONT

    NFCONT = (1<<0) | (1<<1);

   

    //复位

    nand_reset();

}

 

void NF_PageRead(unsigned long addr,unsigned char* buff)

{

    int i;

   

    //选中nandflash芯片

    select_chip();

   

    //清除RnB

    clear_RnB();

   

    //发送命令0x00

    send_cmd(0x00);

   

    //发送列地址

    send_addr(0x00);

    send_addr(0x00);

   

    //发送行地址

    send_addr(addr&0xff);

    send_addr((addr>>8)&0xff);

    send_addr((addr>>16)&0xff);

   

    //发送命令0x30

    send_cmd(0x30);

   

    //等待RnB

    wait_RnB();

   

    //读取数据

    for(i=0;i<2048;i++)

    {

       buff[i] = NFDATA; 

    }

   

    //取消选中nandflash芯片

    deselect_chip();

}

 

 

void nand_to_ram(unsigned long start_addr, unsigned char* sdram_addr, int size)

{

     int i;

     

    for( i=(start_addr >>11); size>0;)

    {

        NF_PageRead(i,sdram_addr);

        size -= 2048;

        sdram_addr += 2048;

        i++;

    }

}

第3课-NandFlash驱动设计~写

#define NFCONF (*(volatile unsigned long*)0x4E000000)

#define NFCONT (*(volatile unsigned long*)0x4E000004)

#define NFSTAT (*(volatile unsigned char*)0x4E000020)

#define NFCMD  (*(volatile unsigned char*)0x4E000008)

#define NFADDR (*(volatile unsigned char*)0x4E00000C)

#define NFDATA (*(volatile unsigned char*)0x4E000010)

 

#define TACLS 1

#define TWRPH0 2

#define TWRPH1 1

 

 

void select_chip()

{

    NFCONT &= ~(1<<1);

}

 

void deselect_chip()

{

    NFCONT |= (1<<1);

}

 

void clear_RnB()

{

   NFSTAT |= (1<<2);

}

 

void send_cmd(unsigned cmd)

{

     NFCMD = cmd;

}

 

void send_addr(unsigned addr)

{

     NFADDR = addr;

}

 

void wait_RnB()

{

   while (!(NFSTAT&(1<<2)))  

   {

       ;

   }

}

 

void nand_reset()

{

    //选中flash

    select_chip();

   

    //清除RnB

    clear_RnB();

   

   

    //发送0xff命令

    send_cmd(0xff);

   

   

    //等待RnB

    wait_RnB();

   

   

    //取消选中flash

    deselect_chip();

}

 

void nand_init()

{

    //初始化NFCONF

    NFCONF = (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);

   

    //初始化NFCONT

    NFCONT = (1<<0) | (1<<1);

   

    //复位

    nand_reset();

}

 

void NF_PageRead(unsigned long addr,unsigned char* buff)

{

    int i;

   

    //选中nandflash芯片

    select_chip();

   

    //清除RnB

    clear_RnB();

   

    //发送命令0x00

    send_cmd(0x00);

   

    //发送列地址

    send_addr(0x00);

    send_addr(0x00);

   

    //发送行地址

    send_addr(addr&0xff);

    send_addr((addr>>8)&0xff);

    send_addr((addr>>16)&0xff);

   

    //发送命令0x30

    send_cmd(0x30);

   

    //等待RnB

    wait_RnB();

   

    //读取数据

    for(i=0;i<2048;i++)

    {

       buff[i] = NFDATA; 

    }

   

    //取消选中nandflash芯片

    deselect_chip();

}

 

 

void nand_to_ram(unsigned long start_addr, unsigned char* sdram_addr, int size)

{

     int i;

    

    for( i=(start_addr >>11); size>0;)

    {

        NF_PageRead(i,sdram_addr);

        size -= 2048;

        sdram_addr += 2048;

        i++;

    }

}

 

 

int NF_WritePage(unsigned long addr, unsigned char* buff)

{

    int ret;

    int i;

   

    //选中flash芯片

    select_chip();

   

    //清除RnB

    clear_RnB();

   

    //发送命令0x80

    send_cmd(0x80);

   

    //发送列地址

    send_addr(0x00);

    send_addr(0x00);

   

    //发送行地址

    send_addr(addr&0xff);

    send_addr((addr>>8)&0xff);

    send_addr((addr>>16)&0xff);

   

    //写入数据

    for(i=0;i<2048;i++)

    {

       NFDATA = buff[i];

    }

   

    //发送命令0x10

    send_cmd(0x10);

   

    //等待RnB

    wait_RnB();

   

    //发送命令0x70

    send_cmd(0x70);

   

    //读取写入结果

    ret = NFDATA;

   

    //取消选中flash芯片

    deselect_chip();

   

    return ret; 

}