nandflash的参数和兼容探讨

nandflash的参数和兼容探讨长虹网络科技蒋晓东2015.01.06一、常见nandflash数据存储结构二、常见nandflash参数三、nandflash的启动流程四、生产文件，升级文件的生成五、兼容性的探讨常见nandflash数据存储结构Flashsize=128MPagesize=2048Blocksize=128KOobsize=64/128。Block0Block1023page0page1page62page63page0page1page62page63常见nandflash数据存储结构Pagesize=2048Oobsize=64/128Page0OobOobsize通常根据页的大小，按照每512页字节页多少个oob字节来计算。Oobsize=64:8Byteoob/512Bytepage，oob=(2048/512)*8=64Oobsize=128:16Byteoob/512Bytepage，oob=(2048/512)*8=64常见nandflash数据存储结构Page区:也叫main区，用于正常数据的存储。Oob区：也叫spare区，用于存储一些附加信息，如坏块标记、MainEcc、SpareEcc，以及用户附加数据（与具体的文件系统和平台有关有关）。Pagesize大于512Byte，被称作largeblock，反之叫smallblock。约定俗成，smallblock的nand，坏块标记在oob的byte5，而largeblock的nandflash在oob的byte0，只要这位不是0XFF，就认为是坏块。坏块标记，是一块坏的标记，而一块有许多页，那么坏块标记是放在哪个页的oob里面的呢？不同nandflash就有不同的规定，有的是标记在坏块的第一个页（或者是第二个页，有的是标记在一个块内的最后一页或倒数第二页。常见nandflash数据存储结构Ecc的存放:ECC数据以及大小和nandflash的X-bitECC参数有关，和具体的芯片方案使用的ECC算法（一般都是硬件实现）有关。1-bitECC：1bitECC/512Byte4-bitECC：4bitECC/512Byte8-bitECC：8bitECC/512ByteBCH目前通常以512Byte或者1024Byte为单位处理BCH-4:7Byte/512Byte（每512字节能纠错4位）BCH-8:14Byte/512Byte（每512字节能纠错8位）BCH-16:27Byte/512Byte（每512字节能纠错16位）HammingECC:3Byte/512Byte（每512字节能只能纠错1位）HammingECC:3Byte/512ByteBCH-4:7Byte/512ByteBCH-8:14Byte/512Byte常见nandflash数据存储结构Organization：x8I/O，Input/OutputBusWidth:8-bits位宽PageSize：(withoutsparearea)常见nandflash参数PlaneSize：(withoutsparearea)：PlaneNumber：SpareAreaSize：(byte/512byte)InternalChipNumber：BlockSize：(withoutsparearea)Celltype：2Level的是SLCnandflash，其它全都是MLC一个cell中存储一个bit的叫SLCnandflash，存储多个的叫MLCnandflash。Numberofsimultaneouslyprogrammedpages：ECCLevel：1bit/512bytes，2bit/512bytes4bit/512bytes，8bit/512bytes常见nandflash参数ManufacturerCode：Spansion是01h，每个厂家都不一样。DeviceIdentifier：比如dah，一般来说不同厂家生产的相同规格的flash，这个编号是相同的。主芯片对nandflash的控制是通过cpu上的Nandflash控制器来完成的。如果从Nandflash启动，那么CPU上电会自动将nandflash第一块的一小段（4K）搬到cpu内部器件上，再将其地址映射到启动地址空间上，先运行这段代码。完成CPU初始化，外部SDRAM初始化，Nandflash控制器初始化等基本功能；将Nandflash上剩余的u-boot代码拷贝到SDRAM中；跳到外部的SDRAM中来运行u-boot代码，这样，U-boot就启动了。nandflash的启动流程cfe（u-boot）：博通平台主要是通过BBS调试口，通过BBS工具软件写进flash的，原始文件是不带oob内容的，是在写入的过程中有工具软件自动生成后写入flash的。其他文件：非ubi分区的文件，原始文件也不带oob内容，通过cfe，在cfe下写入flash时自动生成的。ubi分区的文件，会根据块大小，页大小不同生成不同的原始文件，原始文件也不带oob内容，是通过内核（kernel），在文件系统下写入flash时自动生成的。以上的原始文件生成的原始文件便也作为升级文件。生产文件，在以上的基础上，在机器进入进入文件后，使用nanddump命令，将flash各分区的物理内容（包含oob区内容），读出来。再按编程器的要求，合并成生产写程的文件。要能正确的启动，同一套软件，必须保证BBS、CFE、kernel、fs对flash的ECC算法一致。nandflash生产文件、升级文件的生成介绍以上过程主要就是来探讨兼容。1、BusWidth、InternalChipNumber、Celltype如果这几个参数不一样，可能硬件上也都不一样了，就谈不上兼容了。2、PageSize、BlockSize不同的话，生成的原始文件也不相同，因此也没法兼容。3、Plane、Numberofsimultaneouslyprogrammedpages这几个不太清楚是否有影响。4、SpareAreaSize、ECCLevel这两个不同可能在一些情况下做到一定程度的兼容。Nandflash兼容性的探讨仅仅ECCleve不同的兼容：在物理上，低等级的ECCleve（比如1bitecc）是兼容高等级ECCleve，也就是说可以把1bitecc当做4bitecc来使用。如果硬件上分别配置的话，软件可以不做修改，但生产文件不一样，因为会根据不同的硬件配置采用不同的ECC算法，产生不一样的OOB区数据。如果硬件上都配置成高等级ECCleve（比如4bitecc），则要看低等级的ECCleve（比如1bitecc），采用高等级ECCleve的ecc算法所产生的校验位是否能够在OOB区放得下。同时可能软件也需要修改，不同平台可能不一样。博通平台不需要修改。Nandflash兼容性的探讨仅仅SpareAreaSize（OOBsize）不同的兼容：在物理上，由于OOB大小不一样，最终得到的生产文件肯定不一样，所以肯定无法做到生产文件也兼容。把大的OOB当做小的OOB来使用。需要修改kernel代码。因为即使采用一样的ECC算法，如果OOB大小不一样，产生的校验码在OOB区放的位置是不一样的。这样就需要通过大OOBflash的厂商ID和devicesid来把这类flash作为特殊的flash处理。Nandflash兼容性的探讨ECCleve和SpareAreaSize（OOBsize）不同的兼容：可以根据上面单独不同的兼容处理来分析：比如：1bit_ECC-64bit_oobsize、4bit_ECC-64bit_oobsiz、4bit_ECC-128bit_oobsiz、8bit_ECC-128bit_oobsiz。几种的兼容就只有将ecc算法采用8bit，而oobsiz当做64bit来做兼容设计，将4bit_ECC-128bit_oobsiz、8bit_ECC-128bit_oobsiz这两种作为特殊的flash来处理。涉及到kernel、fs的修改，平台不一样可能涉及到的修改更多。Nandflash兼容性的探讨结论探讨：ECCleve的改变影响较小，一般只需要涉及到将硬件做相应的配置，重新做生产软件。而oobsize的改变影响较大，兼容的修改点更多，做兼容更难，需要做的试验更多，有些平台根本就无法实现。另外，对于目前1bit_ECC、4bit_ECC、8bit_ECC的flash如果oobsize是128的话，是一种比较特殊的情况，很多平台的软件都需要软件中增加新的规则，使用时最好评估下。以上探讨很多是在基本是在博通平台的试验，在不同平台可能不同，需要具体分析。Nandflash兼容性的探讨