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  • 跟着韦老师学Linux学习笔记(四)-Nand Flash

    之前我们学习涉及的外设,一般都是有数据总线、地址总线以及便旋信号,但是今天我们使用的Nand Flash是只有数据总线和控制信号,没有地址总线,那我们该如何使用它呢?

    (1)、硬件部分

    首先我们先了解一下,Nand Flash的存储结构,如下图:

    NandFlash在存储时,最小单位是一页(2k存储空间+64Bytes的OOB空间),64页组成一块(128K存储空间+4k的OOB空间),设备总共有2048个块,总容量是(128K+4K)*2048=2112Mbits。并且,我们在对Nand进行寻址时,一般情况下,我们只对每一页的前2k进行连续寻址,而忽略OOB的寻址空间。

    正如开始时说的Nand Flash是没有地址总线,但是,他是有很多条控制信号线的如下图。

    其中:       RnB:检测当前设备是否忙的信号,如果不忙则我们可以使用它。

                     CLE:命令信号控制线,表示我们发出的是命令。

                       nFCE: 片选信号线。

                       ALE:地址信号线,表示我们发出的信号是地址。

                       nFEW:写使能信号,表示我们要对Nand进行写数据、地址或命令。

                       NFRE:读使能信号,表示我们要对Nand进行读数据

    因此,我们只要控制上述信号线,通过I/o0~I/O7,进行命令、地址和数据的读写,就可以操作Nand Flash了。

    那么如何对Nand Flash进行寻址呢?如下图:

    我们要想访问一个地址,需要连续5个地址信号给Nand Flash,其中两个列信号,三个行信号。*L:低电平。

    控制信号有了,地址也有了,我们还需要发送命令,才能设置进行操作。如下图:

    操作Nand Flash时,我们首先需要传输命令(读、写、擦除或者其他),然后发送相应的地址,最后是数据的读写,中间还要检查Flash的状态是否繁忙。

    相应的控制寄存器介绍:

    a、  NFCONF:Nand Flash的配置寄存器

    主要用来设置Nand Flash的时序参数TACLS、TWRPH0、TWRPH1,设置数据位宽,还有一些只读位,用来指示是否支持其他大小的页。

    b、  NFCONT:Nand Flash控制寄存器

    用于使能/禁止Nand Flash,使能/禁止控制引脚信号nFCE、初始化ECC。

    c、  NFCMD:Nand Flash命令寄存器

    d、  NFADDR:Nand Flash地址寄存器

    e、  NFDATA:Nand Flash数据寄存器

    f、   NFSTAT:Nand Flash状态寄存器

    (二)程序设计:

    本节程序只是对Nand Flash进行数据的读操作。流程图如下:

    程序代码:

    1   firtst      0x00000000 : { head.o init.o nand.o}
    2   second     0x30000000 : AT(4096) { main.o }

    首先为了方便测试程序,我们把要执行的主函数放在了地址空间4096以后了,程序的运行地址在0x30000000。

    基于本节内容,主要对Nand Flash部分的程序进行分析:

    首先我们要初始化Nand Flash,

     1         nand_chip.nand_reset         = s3c2440_nand_reset;
     2         nand_chip.wait_idle          = s3c2440_wait_idle;
     3         nand_chip.nand_select_chip   = s3c2440_nand_select_chip;
     4         nand_chip.nand_deselect_chip = s3c2440_nand_deselect_chip;
     5         nand_chip.write_cmd          = s3c2440_write_cmd;
     6         nand_chip.write_addr         = s3c2440_write_addr;
     7         nand_chip.read_data          = s3c2440_read_data;
     8         /* 设置时序 */
     9         s3c2440nand->NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4);
    10         /* 使能NAND Flash控制器, 初始化ECC, 禁止片选 */
    11         s3c2440nand->NFCONT = (1<<4)|(1<<1)|(1<<0);

    主要实现了Nand Flash的片选、复位、等待、读写的操作。

    然后就是按照流程图进行多Nand Flash的读操作了

     1 /* 读函数 */
     2 void nand_read(unsigned char *buf, unsigned long start_addr, int size)
     3 {
     4     int i, j;
     5 
     6 #ifdef LARGER_NAND_PAGE
     7     if ((start_addr & NAND_BLOCK_MASK_LP) || (size & NAND_BLOCK_MASK_LP)) {
     8         return ;    /* 地址或长度不对齐 */
     9     }
    10 #else
    11     if ((start_addr & NAND_BLOCK_MASK) || (size & NAND_BLOCK_MASK)) {
    12         return ;    /* 地址或长度不对齐 */
    13     }
    14 #endif    
    15 
    16     /* 选中芯片 */
    17     nand_select_chip();
    18 
    19     for(i=start_addr; i < (start_addr + size);) {
    20       /* 发出READ0命令 */
    21       write_cmd(0);
    22 
    23       /* Write Address */
    24       write_addr(i);
    25 #ifdef LARGER_NAND_PAGE
    26       write_cmd(0x30);        
    27 #endif
    28       wait_idle();
    29 
    30 #ifdef LARGER_NAND_PAGE
    31       for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE_LP; j++, i++) {
    32 #else
    33       for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE; j++, i++) {
    34 #endif
    35           *buf = read_data();
    36           buf++;
    37       }
    38     }
    39 
    40     /* 取消片选信号 */
    41     nand_deselect_chip();
    42     
    43     return ;
    44 }

    最后,下载调试。

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