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1NANDFLASH控制器1一．概述：目前的NORFlash存储器价格较高，相对而言SDRAM和NANDFlash存储器更经济，这样促使了一些用户在NANDFlash中执行引导代码，在SDRAM中执行主代码。S3C2440A引导代码可以在外部NANDFlash存储器上执行。为了支持NANDFlash的BootLoader，S3C2440A配备了一个内置的SRAM缓冲器，叫做“Steppingstone”。引导启动时，NANDFlash存储器的开始4K字节将被加载到Steppingstone中并且执行加载到Steppingstone的引导代码。通常引导代码会复制NANDFlash的内容到SDRAM中。通过使用硬件ECC，有效地检查NANDFlash数据。在复制完成的基础上，将在SDRAM中执行主程序。二．特性：1)关于引导启动：引导代码在复位期间被传送到4K字节的Steppingstone。传送后，引导代码将在Steppingstone中执行。2)NANDFlash存储器接口：支持256字，512字节，1K字和2K字节页。3)软件模式：用户可以直接访问NANDFlash存储器，例如此特性可用于NANDFlash存储器的读/擦除/编程。4)接口：8/16位NANDFlash存储器接口总线5)硬件ECC生成，检测和指示（软件纠错）。26)SFRI/F：支持小端模式是按字节/半字/字访问数据和ECC数据寄存器，和按字访问其它寄存器。7)SteppingStone接口：支持大/小端模式的按字节/半字/字访问。8)SteppingStone4KB内部SRAM缓冲器可以在NANDFlash引导启动后用于其他用途。三．引脚配置：以下配置详看友善之臂的原理图1．OM[1:0]=00：使能NANDFlash存储器引导启动2．NCON：NANDFlash存储器选择（普通/先进）0：普通NANDFlash（256字或512字节页大小，3或4个地址周期）1：先进NANDFlash（1K字或2K字节页大小，4或5个地址周期）3．GPG13：NANDFlash存储器页容量选择0：页=256字（NCON=0）或页=1K字（NCON=1）1：页=512字节（NCON=0）或页=2K字节（NCON=1）4．GPG14：NANDFlash存储器地址周期选择0：3个地址周期（NCON=0）或4个地址周期（NCON=1）1：4个地址周期（NCON=0）或5个地址周期（NCON=1）5．GPG15：NANDFlash存储器总线宽度选择30：8位宽度1：16位宽度注释：配置引脚NCON，GPG[15:13]将在复位期间被取出（fetched）。在正常状态下，这些引脚必须设置为输入，这是为了在由软件或意外情况而进入睡眠模式时，这些引脚的状态不被改变。四、软件模式：1.写命令寄存器2．写地址寄存器3．写数据寄存器4．读数据寄存器5．读主ECC寄存器和备份ECC寄存器=从NANDFlash存储器读取数据注意：软件模式下必须用中断或者查询方式来检测RNB输入状态五．ECC编程指南：1)软件模式下，ECC模块生成ECC奇偶校验码用于读/写数据。因此你可以写入InitECC（NFCONT[4]）位为’1’并在读或写数据之前清除MainECCLock（NFCONT[5]）位为’0’（开锁）来复位ECC的值。MainECCLock（NFCONT[5]）4和SpareECCLock（NFCONT[6]）是控制是否生成ECC奇偶校验码。2）每当读取或写入数据时，ECC模块将生成ECC奇偶校验码到寄存器NFMECC0/1中。3)当你完成了读或写一页以后（不包括备份区域数据），设置MainECCLock位为’1’（锁）。ECC奇偶校验码被锁住并且ECC状态寄存器的值也将不会被改变。4)要生成备份区域ECC奇偶校验码，清除SpareECCLock（NFCONT[6]）位为’0’（开锁）即可。5)每当读取或写入数据时，备份区域ECC模块生成ECC奇偶校验码到寄存器NFSECC中。6)当你完成了读或写备份区域后，设置SpareECCLock位为’1’（锁）。ECC奇偶校验码被锁住并且ECC状态寄存器的值也将不会被改变。7)每完成一次你可以用这些值来标记备份区域或检查位错误。六．寄存器介绍：1．NANDFLASH配置寄存器（NFCONF）：562．NANDFLASH控制寄存器（NFCONT）：73.命令寄存器：4．地址寄存器5．数据寄存器6.主数据区域寄存器：87.备分区域ECC寄存器：9八．转载网络关于NANDFLASH的相关技术BLOG此篇只做读写擦除NANDFLASH相关内容，至于通过NANDFLASH启动程序以及搬运程序下篇学习笔记再专门研究。nandflash在对大容量的数据存储中发挥着重要的作用。相对于norflash，它具有一些优势，但它的一个劣势是很容易产生坏块，因此在使用nandflash时，往往要利用校验算法发现坏块并标注出来，以便以后不再使用该坏块。nandflash没有地址或数据总线，如果是8位nandflash，那么它只有8个IO口，这8个IO口用于传输命令、地址和数据。nandflash主要以page（页）为单位进行读写，以block（块）为单位进行擦除。每一页中又分为main区和spare区，main区用于正常数据的存储，spare区用于存储一些附加信息，如块好坏的标记、块的逻辑地址、页内数据的ECC校验和等。三星公司是昀主要的nandflash供应商，因此在它所开发的各类处理器中，实现对nandflash的支持就不足为奇了。s3c2440不仅具有nandflash的接口，而且还可以利用某些机制实现直接从nandflash启动并运行程序。本文只介绍如何对nandflash实现读、写、擦除等基本操作，不涉及nandflash启动程序的问题。在这里，我们使用的nandflash为K9F2G08U0A，它是8位的nandflash。不同型号的nandflash的操作会有所不同，但硬件引脚基本相同，这给产品的开发带来了便利。因为不同型号的PCB板是一样的，只要更新一下软件就可以使用不同容量大小的nandflash。K9F2G08U0A的一页为（2K＋64）字节（加号前面的2K表示的是main区容量，加号后面的64表示的是spare区容量），它的一块为64页，而整个设备包括了2048个块。这样算下来一共有2112M位容量，如果只算main区容量则有256M字节（即10256M×8位）。要实现用8个IO口来要访问这么大的容量，K9F2G08U0A规定了用5个周期来实现。第一个周期访问的地址为A0~A7；第二个周期访问的地址为A8~A11，它作用在IO0~IO3上，而此时IO4~IO7必须为低电平；第三个周期访问的地址为A12~A19；第四个周期访问的地址为A20~A27；第五个周期访问的地址为A28，它作用在IO0上，而此时IO1~IO7必须为低电平。前两个周期传输的是列地址，后三个周期传输的是行地址。通过分析可知，列地址是用于寻址页内空间，行地址用于寻址页，如果要直接访问块，则需要从地址A18开始。由于所有的命令、地址和数据全部从8位IO口传输，所以nandflash定义了一个命令集来完成各种操作。有的操作只需要一个命令（即一个周期）即可，而有的操作则需要两个命令（即两个周期）来实现。下面的宏定义为K9F2G08U0A的常用命令：#defineCMD_READ10x00//页读命令周期1#defineCMD_READ20x30//页读命令周期2#defineCMD_READID0x90//读ID命令#defineCMD_WRITE10x80//页写命令周期1#defineCMD_WRITE20x10//页写命令周期2#defineCMD_ERASE10x60//块擦除命令周期1#defineCMD_ERASE20xd0//块擦除命令周期211#defineCMD_STATUS0x70//读状态命令#defineCMD_RESET0xff//复位#defineCMD_RANDOMREAD10x05//随意读命令周期1#defineCMD_RANDOMREAD20xE0//随意读命令周期2#defineCMD_RANDOMWRITE0x85//随意写命令在这里，随意读命令和随意写命令可以实现在一页内任意地址地读写。读状态命令可以实现读取设备内的状态寄存器，通过该命令可以获知写操作或擦除操作是否完成（判断第6位），以及是否成功完成（判断第0位）。下面介绍s3c2440的nandflash控制器。s3c2440支持8位或16位的每页大小为256字，512字节，1K字和2K字节的nandflash，这些配置是通过系统上电后相应引脚的高低电平来实现的。s3c2440还可以硬件产生ECC校验码，这为准确及时发现nandflash的坏块带来了方便。nandflash控制器的主要寄存器有NFCONF（nandflash配置寄存器），NFCONT（nandflash控制寄存器），NFCMMD（nandflash命令集寄存器），NFADDR（nandflash地址集寄存器），NFDATA（nandflash数据寄存器），NFMECCD0/1（nandflash的main区ECC寄存器），NFSECCD（nandflash的spare区ECC寄存器），NFSTAT（nandflash操作状态寄存器），NFESTAT0/1（nandflash的ECC状态寄存器），NFMECC0/1（nandflash用于数据的ECC寄存器），以及NFSECC（nandflash用于IO的ECC寄存器）。NFCMMD，NFADDR和NFDATA分别用于传输命令，地址和数据，为了方便起见，我们可以定义一些宏定义用于完成上述操12作：#defineNF_CMD(data){rNFCMD=(data);}//传输命令#defineNF_ADDR(addr){rNFADDR=(addr);}//传输地址#defineNF_RDDATA()(rNFDATA)//读32位数据#defineNF_RDDATA8()(rNFDATA8)//读8位数据#defineNF_WRDATA(data){rNFDATA=(data);}//写32位数据#defineNF_WRDATA8(data){rNFDATA8=(data);}//写8位数据其中rNFDATA8的定义为(*(volatileunsignedchar*)0x4E000010)。NFCONF主要用到了TACLS、TWRPH0、TWRPH1，这三个变量用于配置nandflash的时序。s3c2440的数据手册没有详细说明这三个变量的具体含义，但通过它所给出的时序图，我们可以看出，TACLS为CLE/ALE有效到nWE有效之间的持续时间，TWRPH0为nWE的有效持续时间，TWRPH1为nWE无效到CLE/ALE无效之间的持续时间，这些时间都是以HCLK为单位的（本文程序中的HCLK=100MHz）。通过查阅K9F2G08U0A的数据手册，我们可以找到并计算该nandflash与s3c2440相对应的时序：K9F2G08U0A中的tWP与TWRPH0相对应，tCLH与TWRPH1相对应，（tCLS－tWP）与TACLS相对应。K9F2G08U0A给出的都是昀小时间，s3c2440只要满足它的昀小时间即可，因此TACLS、TWRPH0、TWRPH1这三个变量取值大一些会更保险。在这里，这三个值分别取1，2和0。NFCONF的第0位表示的是外接的nandflash是8位IO还是16位IO，这里当然要选择8位的IO。13NFCONT寄存器是另一个需要事先初始化的寄存器。它的第13位和第12位用于锁定配置，第8位到第10位用于nandflash的中断，第4位到第6位用于ECC的配置，第1位用于nandflash芯片的选取，第0位用于nandflash控制器的使能。另外，为了初始化