本篇内容介绍了“NAND FLASH控制器怎么实现”的有关知识，在实际案例的操作过程中，不少人都会遇到这样的困境，接下来就让小编带领大家学习一下如何处理这些情况吧！希望大家仔细阅读，能够学有所成！
存储组织形式
K9F2G08X0A共有2048个Block(块), 每个Block含有 64 Page(页), 每个Page含有2k byte的正常存储空间以及64 byte的校验空间 .
总空间 = 2048 * 64 * (2 * 1024 + 64) byte
实际存储空间 = 2048 * 64 * 2 * 1024 byte
2. 引脚定义及接法
3. 寻址方式
列地址: 进行 Block 和 Page 寻址
行地址: 进行 Page 内寻址
4. 命令
以下为几个命令操作示意, 更多命令请参靠芯片手册.
(1) Read ID
说明: 先发送 0x90 然后再发送 0x00, 然后 nand flash 会返回5个数据, 依据芯片型号的不同数据内容也不尽相同, 具体值见手册
(2) Page Read
说明: 先发送 0x00 然后发送要读取数据的地址, 之后发送 0x30, 根据 R/B 可以判断是否发送完成. 命令发送完成之后 从RE 的第一个下降沿开始, 芯片将从该地址开始到当页结束的所有数据依次输出
(3) Page Program
说明: 先发送 0x80 然后发送 地址 和数据, 之后发送 0x10, 读取 R/B , 命令写入完成之后 发送 0x70 再依据 I/O0来判断写入是否成功, 0 : 成功 1 : 失败
(4) Block Erase
说明: 先发送 0x90 然后再发送 行地址 1 2 3, 然后再发送 擦除命令 0xD0, 根据 R/B 引脚判断擦除操作是否完成, 完成之后发送 0x70 根据 I/O0的状态来判断擦除是否成功, 0 : 成功 1: 失败
注释1:
/* 初始化NAND Flash */
void nand_init(void)
{
#define TACLS 0
#define TWRPH0 3
#define TWRPH1 0
/* 判断是S3C2410还是S3C2440 */
if ((GSTATUS1 == 0x32410000) || (GSTATUS1 == 0x32410002)) //2410
{
nand_chip.nand_reset = s3c2410_nand_reset;
nand_chip.wait_idle = s3c2410_wait_idle;
nand_chip.nand_select_chip = s3c2410_nand_select_chip;
nand_chip.nand_deselect_chip = s3c2410_nand_deselect_chip;
nand_chip.write_cmd = s3c2410_write_cmd;
nand_chip.write_addr = s3c2410_write_addr;
nand_chip.read_data = s3c2410_read_data;
/* 使能NAND Flash控制器, 初始化ECC, 禁止片选, 设置时序 */
s3c2410nand->NFCONF = (1<<15)|(1<<12)|(1<<11)|(TACLS<<8)|(TWRPH0<<4)|(TWRPH1<<0);
}
else
{
nand_chip.nand_reset = s3c2440_nand_reset;
nand_chip.wait_idle = s3c2440_wait_idle;
nand_chip.nand_select_chip = s3c2440_nand_select_chip;
nand_chip.nand_deselect_chip = s3c2440_nand_deselect_chip;
nand_chip.write_cmd = s3c2440_write_cmd;
#ifdef LARGER_NAND_PAGE
nand_chip.write_addr = s3c2440_write_addr_lp;
#else
nand_chip.write_addr = s3c2440_write_addr;
#endif
nand_chip.read_data = s3c2440_read_data;
/* 设置时序 */
s3c2440nand->NFCONF = (TACLS << 12)|(TWRPH0 << 8)|(TWRPH1 << 4);
/* 使能NAND控制器, 初始化ECC, 禁止片选 */
s3c2440nand->NFCONT = (1 << 4)|(1 << 1)|(1 << 0);
}
/* 复位NAND Flash */
nand_reset();
}这里需要注意的是 大页 nand , 地址发送五次, 前两次是 colum addr 后三次是 row addr, colum addr负责页内寻址, 我们实际寻址的空间为2k = 2^11, 所以只需要11位即可, 所以程序中只取了低11位
A0~A10用来页内寻址. 另外64byte的OOB空间可以使用A11来寻址.
A12~A17用来在块内寻址页, 共64页
A18~A28用来寻址块, 共2048块
nand flash 底层操作函数:
/* 复位 */
static void s3c2410_nand_reset(void)
{
s3c2410_nand_select_chip(); // 选中芯片
s3c2410_write_cmd(0xff); // 复位命令
s3c2410_wait_idle(); // 等待nand就绪
s3c2410_nand_deselect_chip(); // 取消选中
}
/* 等待NAND Flash就绪 */
static void s3c2410_wait_idle(void)
{
int i;
volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2410nand->NFSTAT;
while(!(*p & BUSY))
for(i=0; i<10; i++);
}
/* 发出片选信号 */
static void s3c2410_nand_select_chip(void)
{
int i;
s3c2410nand->NFCONF &= ~(1<<11);
for(i=0; i<10; i++);
}
/* 取消片选信号 */
static void s3c2410_nand_deselect_chip(void)
{
s3c2410nand->NFCONF |= (1<<11);
}
/* 发出命令 */
static void s3c2410_write_cmd(int cmd)
{
volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2410nand->NFCMD;
*p = cmd;
}
/* 发出地址 */
static void s3c2410_write_addr(unsigned int addr)
{
int i;
volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2410nand->NFADDR;
*p = addr & 0xff;
for(i=0; i<10; i++);
*p = (addr >> 9) & 0xff;
for(i=0; i<10; i++);
*p = (addr >> 17) & 0xff;
for(i=0; i<10; i++);
*p = (addr >> 25) & 0xff;
for(i=0; i<10; i++);
}
/* 读取数据 */
static unsigned char s3c2410_read_data(void)
{
volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2410nand->NFDATA;
return *p;
}
/* S3C2440的NAND Flash操作函数 */
/* 复位 */
static void s3c2440_nand_reset(void)
{
s3c2440_nand_select_chip();
s3c2440_write_cmd(0xff); // 复位命令
s3c2440_wait_idle();
s3c2440_nand_deselect_chip();
}
/* 等待NAND Flash就绪 */
static void s3c2440_wait_idle(void)
{
int i;
volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFSTAT;//状态寄存器, 只用到位0. 0 : busy 1 : ready
while(!(*p & BUSY))
for(i=0; i<10; i++);
}
/* 发出片选信号 */
static void s3c2440_nand_select_chip(void)
{
int i;
s3c2440nand->NFCONT &= ~(1<<1);
for(i=0; i<10; i++);
}
/* 取消片选信号 */
static void s3c2440_nand_deselect_chip(void)
{
s3c2440nand->NFCONT |= (1<<1);
}
/* 发出命令 */
static void s3c2440_write_cmd(int cmd)
{
volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFCMD;//NFCMD 不同的flash命令不一样, 发送命令信号
*p = cmd;
}
/* 发出地址(小页 4周期) */
static void s3c2440_write_addr(unsigned int addr)
{
int i;
volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFADDR;
*p = addr & 0xff;
for(i=0; i<10; i++);
*p = (addr >> 9) & 0xff;
for(i=0; i<10; i++);
*p = (addr >> 17) & 0xff;
for(i=0; i<10; i++);
*p = (addr >> 25) & 0xff;
for(i=0; i<10; i++);
}
/* 发出地址(大页 5周期) */
static void s3c2440_write_addr_lp(unsigned int addr)
{
int i;
volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFADDR;//NFADDR当向该寄存器写入数据时, 芯片向nand发送地址信号
int col, page;
//#define NAND_SECTOR_SIZE_LP 2048
//#define NAND_BLOCK_MASK_LP (NAND_SECTOR_SIZE_LP - 1)
col = addr & NAND_BLOCK_MASK_LP; //2048 -1 = 11111111111b, 这里是屏蔽高位, 取低11位数据, 因为寻址空间只到 2k = 2^11 , 所以最多用11位, 这里直接不考虑第12位
//参考链接:http://bbs.csdn.net/topics/360034390
page = addr / NAND_SECTOR_SIZE_LP; //2048 = 2^11, 这里将数据右移11位, 获取高位数据
*p = col & 0xff; /* Column Address A0~A7 */
for(i=0; i<10; i++);
*p = (col >> 8) & 0x0f; /* Column Address A8~A11 */
for(i=0; i<10; i++);
*p = page & 0xff; /* Row Address A12~A19 */
for(i=0; i<10; i++);
*p = (page >> 8) & 0xff; /* Row Address A20~A27 */
for(i=0; i<10; i++);
*p = (page >> 16) & 0x03; /* Row Address A28~A29 */
for(i=0; i<10; i++);
}
/* 读取数据 */
static unsigned char s3c2440_read_data(void)
{
volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFDATA;//数据寄存器, 读写都是这个寄存器. 只用到它的低 8 位
return *p;
}
/* 在第一次使用NAND Flash前，复位一下NAND Flash */
static void nand_reset(void)
{
nand_chip.nand_reset();
}发送地址: NFADDR 发送命令: NFCMD 发送/读取数据: NFDATA 读取状态: NFSTAT 初始化控制器: NFCONT
由以上代码可以看出: 初始化完毕之后就不必关系总线上的时序只需要把 地址/命令/数据放到对应的寄存器, 芯片就能在总线上发出对应的时序
而初始化需要配置的是: 时序的参数/数据位宽/只读位/页的大小
注释2:
/* 读函数 */
void nand_read(unsigned char *buf, unsigned long start_addr, int size)//在head.S中设置的r0 r1 r2 分别为该函数的三个参数
{
int i, j;
#ifdef LARGER_NAND_PAGE
if ((start_addr & NAND_BLOCK_MASK_LP) || (size & NAND_BLOCK_MASK_LP)) {
return ; /* 地址或长度不对齐 */
}
#else
if ((start_addr & NAND_BLOCK_MASK) || (size & NAND_BLOCK_MASK)) {
return ; /* 地址或长度不对齐 */
}
#endif
/* 选中芯片 */
nand_select_chip();
for(i=start_addr; i < (start_addr + size);){
/* 发出READ0命令 */
write_cmd(0);
/* Write Address */
write_addr(i);
#ifdef LARGER_NAND_PAGE
write_cmd(0x30);
#endif
wait_idle();
#ifdef LARGER_NAND_PAGE
for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE_LP; j++, i++) {
#else
for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE; j++, i++) {
#endif
*buf = read_data();
buf++;
}
}
/* 取消片选信号 */
nand_deselect_chip();
return ;
}总结一下：
（1）选中芯片
（2）发送00h
（3）发出地址
（4）发30h
（5）等待就绪
（6）读一页数据
链接文件:
SECTIONS {
firtst 0x00000000 : { head.o init.o nand.o}
second 0x30000000 : AT(4096) { main.o }
}main.c存放到了nand的4096地址处.
入口文件:
@****************************************************************************** @ File：head.s @ 功能：设置SDRAM，将程序复制到SDRAM，然后跳到SDRAM继续执行 @****************************************************************************** .text .global _start _start: @函数disable_watch_dog, memsetup, init_nand, nand_read_ll在init.c中定义 ldr sp, =4096 @设置堆栈 bl disable_watch_dog @关WATCH DOG bl memsetup @初始化SDRAM bl nand_init @初始化NAND Flash 注释1 @将NAND Flash中地址4096开始的1024字节代码(main.c编译得到)复制到SDRAM中 @nand_read_ll函数需要3个参数： ldr r0, =0x30000000 @1. 目标地址=0x30000000，这是SDRAM的起始地址 mov r1, #4096 @2. 源地址 = 4096，连接的时候，main.c中的代码都存在NAND Flash地址4096开始处 mov r2, #2048 @3. 复制长度= 2048(bytes)，对于本实验的main.c，这是足够了 bl nand_read @调用C函数nand_read 注释2 ldr sp, =0x34000000 @设置栈 ldr lr, =halt_loop @设置返回地址 ldr pc, =main @b指令和bl指令只能前后跳转32M的范围，所以这里使用向pc赋值的方法进行跳转 halt_loop: b halt_loop
这里将nand flash 从4096地址开始的2048字节复制到sdram的0x3000 0000地址处
main.c中是led闪烁程序.
“NAND FLASH控制器怎么实现”的内容就介绍到这里了，感谢大家的阅读。如果想了解更多行业相关的知识可以关注亿速云网站，小编将为大家输出更多高质量的实用文章！
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