【.Net Micro Framework PortingKit – 11】NandFlash驱动开发

对.Net Micro Framework系统来说，正常情况下Flash（包括NandFlash和NORFlash）分为六个区，分别为：

1、        BLOCKTYPE_BOOTSTRAP（存放启动代码，一般为TinyBooter）

2、        BLOCKTYPE_CONFIG（配置区，存放配置信息）

3、        BLOCKTYPE_CODE（本地代码区，指TinyCLR代码）

4、        BLOCKTYPE_DEPLOYMENT（托管代码区，存放用户的C#程序）

5、        BLOCKTYPE_STORAGE_A（用户数据存储区）

6、        BLOCKTYPE_FILESYSTEM（文件系统）

其中2、3、4项为.Net Micro Framework系统所必须。

如果Flash为NandFlash，则存放在BLOCKTYPE_BOOTSTRAP区的启动代码是无法直接执行的，系统必须在ROM、NORFlash或其它线性执行存储区存放一个Bootload，由该Bootload加载TinyBooter，然后由TinyBooter引导TinyCLR启动（当然如果空间允许，TinyBooter也可以放在NORFlash，直接运行来引导TinyCLR,或Bootload直接引导TinyCLR也是可以的）。

TinyCLR一般常见大小为700k左右，其实也可以放在NORFlash中，不需要TinyBooter而直接运行，不过这样就不方便用MFDeploy对TinyCLR进行升级了。

常见的MF系统，TinyBooter启动后一般把TinyCLR从NandFlash拷贝到RAM中，TinyCLR实际是在RAM中执行的。这就需要RAM的大小至少要大于TinyCLR的大小，加上堆和栈的大小，理想的RAM大小至少要大于2M。

EM-STM3210E开发板上的Flash含四部分，片内Flash 512k（系统Flash2k，存放系统Bootload，不能更改，ISP功能就是由该Bootload来支持的），2M NOR Flash，8M SPI Flash，128Mb（16M字节） NandFlash。

Flash相对比较丰富，但是RAM资源却有些不足，片内含64K RAM，片外扩展了128KB SRAM。由于RAM相对偏小，所以TinyCLR的代码是不可能拷贝到RAM中执行的，如果TinyCLR达到常见大小，则片内用户FLASH也是放不下的，也只有放到2M的 NOR Flash中去了。不过我们这次Porting的.Net Micro Framework仅是最小集，TinyCLR大概250K左右，此外TinyBooter对我们也不是必须的，我们通过ISP方式下载TinyCLR。

NORFlash和SPI Flash对我们来说不必要，仅需实现NandFlash即可，Flash的型号为ST NAND128W3A2BNb，最终的NandFlash分区如下：

const BlockRange g_NandFlash_BlockStatus[] =

{

    { BlockRange::BLOCKTYPE_CONFIG    ,   0,   7 }, //128K

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT,   8, 47 }, //640K

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT, 48, 87 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT, 128, 167 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT, 208, 247 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT, 288, 327 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT, 328, 1007 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_STORAGE_A , 1008,1015 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_STORAGE_B , 1016,1023 },

};

我们的NandFlash驱动不要放在\DeviceCode\Targets\Native\CortexM3\DeviceCode目录，因为不同的开发板虽然采用STM32系列的CPU，但是外围的Flash有可能型号不同，该NandFlash驱动要放在\Solutions\STM3210E\DeviceCode的目录，这样安排比较合理。

我们在该目录下创建Blockstorage目录，下有两个子目录addDevices和NandFlash，NandFlash目录放NandFlash驱动代码和配置信息，addDevices目录下的代码比较简单，就是把实现的NandFlash驱动加载到BlockStorageList中去，相关代码如下：

void BlockStorage_AddDevices()

{

    BlockStorageList::AddDevice( &g_NandFlash_BS, &g_NandFlash_BS_DeviceTable, &g_NandFlash_BS_Config, FALSE );

}

NandFlash的配置文件中主要的内容就是我们上面提到的const BlockRange g_NandFlash_BlockStatus[]，此外还要根据NandFlash的实际参数，填写一些宏。

#define FLASH_MANUFACTURER_CODE                 0x20

#define FLASH_DEVICE_CODE                       0x73

#define FLASH_BASE_ADDRESS                      0x00000000

#define FLASH_SIZE                              0x01000000 //16M 128Mbit

#define FLASH_BLOCK_COUNT                       1024       

#define FLASH_SECTOR_PER_BLOCK                  32

#define FLASH_SECTOR_SIZE                       512

#define FLASH_BLOCK_SIZE                        FLASH_SECTOR_PER_BLOCK*FLASH_SECTOR_SIZE

… …

NandFlash驱动是核心内容，我们知道Cortex-M3平台下无论是访问SRAM还是NandFlash (或NandFlash、SD卡等)都是要通过FSMC实现，所以这里要编写NandFlash之前，一定要先配置好FSMC寄存器，配置好之后，其Flash 驱动代码和普通的ARM7或ARM9下NandFlash驱动类似。

具体的代码这里不列举了，可以参考EM-STM3210E开发板的示例代码，不过这里需要说明的是，地址部分四个字节，其中一个字节表示扇区偏移，三个字节表示扇区地址。但是我们的扇区（页）大小为512+16个字节，一个字节无法表示0~511的偏移，这个问题在示例代码中找不到答案，只能看相关手册了。

其实一个扇区（页）分三部分，A、B、C，A为扇区前256字节，B为扇区下个256字节，C区为16字节。所以下面的代码就能实现0~511的扇区偏移。

WriteCommand(offset<256 ? COMMAND_AREA_A : COMMAND_AREA_B);

WriteCommand(COMMAND_READ_1);

WriteAddress(offset & 0xFF);

WriteAddress((StartSector >> 0) & 0xFF);

WriteAddress((StartSector >> 8) & 0xFF);

WriteAddress((StartSector >> 16) & 0xFF); 

此外还要说明的是，该Flash的擦写是以Block为边界的，这和一般的NandFlash以扇区为边界不同，但是擦写单位都为一个Block，这是相同的。所以这部分代码在Porting时要和以前平台的驱动要有些区别。

在NativeSample.proj文件中添加如下条目，就可以测试我们的NandFlash代码了。

<ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)\Solutions\Stm3210e\DeviceCode\Blockstorage\addDevices\dotNetMF.proj" />

    <DriverLibs Include="BlockStorage_AddDevices_NandFlash.$(LIB_EXT)" />

 </ItemGroup>

 <ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)\Solutions\Stm3210e\DeviceCode\Blockstorage\NandFlash\Driver\dotNetMF.proj" />

    <DriverLibs Include="NandFlash_BL.$(LIB_EXT)" />

 </ItemGroup>

   <ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)\Solutions\Stm3210e\DeviceCode\Blockstorage\NandFlash\Config\dotNetMF.proj" />

    <DriverLibs Include="NandFlash_BL_Config.$(LIB_EXT)" />

 </ItemGroup>

NativeSample.cpp中的测试代码如下：

BlockStorageDevice *device= BlockStorageList::GetFirstDevice();   

     if(device!=NULL)

     {       

        UINT8 bytRet= device->EraseBlock(0x0);   //0x20000     

           debug_printf("EraseBlock:%s\r\n",bytRet? "OK":"ERROR");

          

           BYTE bytWriteData[10];

           for(int i=0;i<10;i++) bytWriteData[i]=(BYTE)(i % 256);

          

           bytRet=device->Write(10,10,bytWriteData,FALSE);

           debug_printf("Write:%s\r\n",bytRet? "OK":"ERROR");

 

           bytRet=device->Write(30,10,bytWriteData,FALSE);

           debug_printf("Write:%s\r\n",bytRet? "OK":"ERROR");

 

           bytRet=device->Write(513,10,bytWriteData,FALSE);

           debug_printf("Write:%s\r\n",bytRet? "OK":"ERROR");

               

         BYTE bytReadData[1024];

           bytRet=device->Read(5,1024,bytReadData);

           debug_printf("Read:%s\r\n",bytRet? "OK":"ERROR");                   }

好了，NandFlash驱动我们编写完毕，下一篇将介绍SysTick驱动的实现。