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  • 嵌入式学习之Nand Flash

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    Nand Flash是flash存储器的一种,其内部采用非线性宏单元模式,为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand Flash存储器具有容量较大,改写速度快等优点,适用于大量数据的存储,因而在业界得到了越来越广泛的应用,如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听 记忆卡、体积小巧的U盘等。NAND型闪存以块为单位进行擦除操作。闪存的写入操作必须在空白区域进行,如果目标区域已经有数据,必须先擦除后写入,因此 擦除操作是闪存的基本操作。

        S3C2410的Nand Flash控制器有一个特殊的功能,在S3C2410上电后,NandFlash控制器会自动的把Nand Flash上的前4K数据搬移到4K内部SRAM中,并把0x00000000设置内部SRAM的起始地址,CPU从内部SRAM的0x00000000 位置开始启动。这个过程不需要程序干涉。

        程序员需要完成的工作,是把最核心的启动程序放在Nand Flash的前4K中。

    启动程序的安排

        由于Nand Flash控制器从NandFlash中搬移到内部SRAM的代码是有限的,所以在启动代码的前4K里,我们必须完成S3C2410的核心配置以及把启动代码(U-BOOT)剩余部分搬到SDRAM中运行。

       

         u-boot源码不支持从nand flash启动,可是s3c2410支持从nand flash启动,开发板(sbc-2410x)加电后s3c2410将nand flash的前4k(保存有u-boot的部分功能--拷贝功能--把nand flash中的内容拷贝到SDRAM)拷贝到sram(s3c2410芯片内的sram)。这就需要修改u-boot源码,增加u-boot的功能: 使u-boot在得到执行权后能够将其自身拷贝到开发板上SDRAM中,以便处理器能够执行u-boot。

        * NOR FLASH地址线和数据线分开,来了地址和控制信号,数据就出来。

        *NAND Flash地址线和数据线在一起,需要用程序来控制,才能出数据。通俗的说,就是光给地址不行,要先命令,再给地址,才能读到NAND的数据。而且都是在一个总线完成的。

        Nand Flash的命令、地址、数据都通过I/O口发送,管脚复用,这样做做的好处是,可以明显减少NAND FLASH的管脚数目,将来如果设计者想将NAND FLASH更换为更高密度、更大容量的,也不必改动电路板。

        NAND FLASH不能够执行程序,本人总结其原因如下 :

        1. NAND FLASH本身是连接到了控制器上而不是系统总线上。CPU启动后是要取指令执行的,如果是SROM、NOR FLASH 等之类的,CPU 发个地址就可以取得指令并执行,NAND FLASH不行,因为NAND FLASH 是管脚复用,它有自己的一套时序,这样CPU无法取得可以执行的代码,也就不能初始化系统了。

        2. NAND FLASH是顺序存取设备,不能够被随机访问,程序就不能够分支或跳转,这样你如何去设计程序。

    NAND FLASH启动代码和流程的分析

        (1)配置DMA控制器的4个寄存器,通道使能后,等待FLASH发出的搬运请求;

        (2)配置NAND FLASH控制器的3个寄存器,选择适合的地址、时序参数与所用的FLASH芯片吻合;

        (3)分别在r8~r11中放入程序需要的备用值;

        (4)将需要在SDRAM中运行的4条指令搬入SDRAM 0x30000000处;

        (5)执行Nop指令,Nop指令用于填充一页NANDFLASH中的剩余空间;

        (6)执行在页末的指令,将PC指针指向SDRAM的0x30000000处;

        (7) 执行SDRAM 中的指令,首先启动NANDFLASH 的数据传输,将程序搬往SDRAM 的0x30001000 处。其次执行一个循环语句,等待第一页的程序搬完,之后将PC 指针指向0x30001000 处,启动程序从0x30001000 处正式开始执行。

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