s3c2440裸机-内存控制器(三-4、norflash编程之实现)

1.识别norflash

我们知道要识别norflash属性，要让norflash进入cfi模式，然后按照手册上的表格发送一系列的命令就能获取norflash属性。

1）发送命令

那么我们需要实现一个cpu向nor发命令的一个函数nor_cmd()。我们的norflash是16bit位宽的，所以访问nor是以16位为单位访问的。

#define NOR_FLASH_BASE  0  /* jz2440, nor-->cs0, base addr = 0 */
/* 比如:   55H 98 
** 本意是: 往(0 + (0x55)<<1)写入0x98
*/
void nor_write_word(unsigned int base, unsigned int offset, unsigned int val)
{
	volatile unsigned short *p = (volatile unsigned short *)(base + (offset << 1));
	*p = val;
}

void nor_cmd(unsigned int offset, unsigned int cmd)
{
	nor_write_word(NOR_FLASH_BASE, offset, cmd);
}

我们通过调用nor_cmd就可以向flash的指定地址写入命令。

2）

unsigned int nor_read_word(unsigned int base, unsigned int offset)
{
	volatile unsigned short *p = (volatile unsigned short *)(base + (offset << 1));
	return *p;
}

unsigned int nor_dat(unsigned int offset)
{
	return nor_read_word(NOR_FLASH_BASE, offset);
}

这样我们调用nor_dat(addr)就可以获得norflash中addr地址处的数据，返回的数据是16bit（1 word）。

3）识别函数

那么现在有了发命令函数nor_cmd和读数据函数nor_dat,那么就就可以参考nor芯片手册的命令表进行操作norflash了。

/* 进入NOR FLASH的CFI模式
 * 读取flash属性
 */
void do_scan_nor_flash(void)
{
	char str[4];
	unsigned int size;
	int regions, i;
	int region_info_base = 0x2d; //第0块region的基地址2d，第1块region的基地址31,第2块region的基地址35......（参考手册表4-3）
	int block_addr=0, blocks, block_size, j;
	int cnt = 0;

	int vendor, device;
	
	/* 打印厂家ID、设备ID */
	nor_cmd(0x555, 0xaa);    /* 解锁 */
	nor_cmd(0x2aa, 0x55); 
	nor_cmd(0x555, 0x90);    /* read id */
	vendor = nor_dat(0);
	device = nor_dat(1);
	nor_cmd(0, 0xf0);        /* reset */
	
	nor_cmd(0x55, 0x98);  /* 进入cfi模式 */
	str[0] = nor_dat(0x10);	//读地址10H得到0051（'q'）
	str[1] = nor_dat(0x11);	//读地址11H得到0052('r')
	str[2] = nor_dat(0x12);	//读地址12H得到0059('y')
	str[3] = '';
	printf("str = %s

", str);

	/* 打印容量 */
	size = 1<<(nor_dat(0x27));
	printf("vendor id = 0x%x, device id = 0x%x, nor size = 0x%x = %dM

", vendor, device, size, size/(1024*1024));

	/* 打印各个扇区的起始地址 */
	/* 名词解释:
	 * region : 一个nor flash含有1个或多个region, 一个region含有1个或多个block(扇区).
	 * Erase block region[i] information:
	 *    前2字节+1    : 表示该region有多少个block 
	 *    后2字节*256  : 表示block的大小
	*/
	
	printf("Block/Sector start Address:

");
	regions = nor_dat(0x2c);  //读出region数量
	for (i = 0; i < regions; i++)
	{
		blocks = 1 + nor_dat(region_info_base) + (nor_dat(region_info_base+1)<<8);
		block_size = 256 * (nor_dat(region_info_base+2) + (nor_dat(region_info_base+3)<<8));

		printf("

region %d, blocks = %d, block_size = 0x%x, block_addr = 0x%x

", i, blocks, block_size, block_addr);

		for (j = 0; j < blocks; j++)
		{
			/* 打印每个block的起始地址 */
			printHex(block_addr);
			putchar(' ');
			cnt++;
			if (cnt % 5 == 0)
				printf("

");
				
			block_addr += block_size;
		}
		
		region_info_base += 4;	/*得到region[i]的基地址*/
	}
	printf("

");
	/* 退出CFI模式 */
	nor_cmd(0, 0xf0);
}

测试结果如下：

从测试结果来看每个region的block个数和block_size不一定一样，像region[0]只有一个block，block_size为4*64K；
region[1]有2个block，block_size=2*64K。

2.读NOR Flash

由于NOR Flash是内存类接口，可以像内存一样读取，那么do_read_nor_flash函数代码如下：

void do_read_nor_flash(void)
{
	unsigned int addr;
	volatile unsigned char *p;
	int i, j;
	unsigned char c;
	unsigned char str[16];
	
	/* 获得地址 */
	printf("Enter the address to read: ");
	addr = get_uint();

	p = (volatile unsigned char *)addr;

	printf("Data : 

");

	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		for (j = 0; j < 16; j++)
		{
			c = *p++;
			str[j] = c;
			printf("%02x ", c);
		}

		printf("   ; ");

		for (j = 0; j < 16; j++)
		{
			if (str[j] < 0x20 || str[j] > 0x7e)  /* 不可视字符 */
				putchar('.');
			else
				putchar(str[j]);
		}
		printf("

");
	}
}

3.擦norflash

norflash擦写都是需要一定时间的，那么当我执行擦除或者写入动作后什么时候代表一次擦写动作已经完成了呢？

芯片手册提供了一个方法，每次擦除或者烧写过程中都可以查询数据总线上的第6位（Q6）,当它保持稳定的时候表示一次擦除或者烧写动作完成，如下图：

void wait_ready(unsigned int addr)
{
	unsigned int val;
	unsigned int pre;

	pre = nor_dat(addr>>1);
	val = nor_dat(addr>>1);
	while ((val & (1<<6)) != (pre & (1<<6)))
	{
		pre = val;
		val = nor_dat(addr>>1);		
	}
}

void do_erase_nor_flash(void)
{
	unsigned int addr;
	
	printf("Enter the address of sector to erase: ");
	addr = get_uint();

	printf("erasing ...

");
	nor_cmd(0x555, 0xaa);    /* 解锁 */
	nor_cmd(0x2aa, 0x55); 
	nor_cmd(0x555, 0x80);	 /* erase sector */
	
	nor_cmd(0x555, 0xaa);    /* 解锁 */
	nor_cmd(0x2aa, 0x55); 
	nor_cmd(addr>>1, 0x30);	 /* 发出扇区地址 */
	wait_ready(addr);
}

4.写norflash

void do_write_nor_flash(void)
{
	unsigned int addr;
	unsigned char str[100];
	int i, j;
	unsigned int val;
	
	/* 获得地址 */
	printf("Enter the address of sector to write: ");
	addr = get_uint();

	printf("Enter the string to write: ");
	gets(str);

	printf("writing ...

");

	/* str[0],str[1]==>16bit 
	 * str[2],str[3]==>16bit 
	 */
	i = 0;
	j = 1;
	while (str[i] && str[j])
	{
		val = str[i] + (str[j]<<8);
		
		/* 烧写 */
		nor_cmd(0x555, 0xaa);	 /* 解锁 */
		nor_cmd(0x2aa, 0x55); 
		nor_cmd(0x555, 0xa0);	 /* program */
		nor_cmd(addr>>1, val);
		/* 等待烧写完成 : 读数据, Q6无变化时表示结束 */
		wait_ready(addr);

		i += 2;
		j += 2;
		addr += 2;
	}

	val = str[i];
	/* 烧写 */
	nor_cmd(0x555, 0xaa);	 /* 解锁 */
	nor_cmd(0x2aa, 0x55); 
	nor_cmd(0x555, 0xa0);	 /* program */
	nor_cmd(addr>>1, val);
	/* 等待烧写完成 : 读数据, Q6无变化时表示结束 */
	wait_ready(addr);
}

由于我的norflash是位宽为16bit的，所以我们上面代码do_write_nor_flash进行写入时是以2byte（wold）为单位进行写入的。