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Nandflash在對大容量的數據存儲中發揮著重要的作用。相對于norflash，它具有一些優勢，但它的一個劣勢是很容易產生壞塊，因此在使用nandflash時，往往要利用校驗算法發現壞塊并標注出來，以便以后不再使用該壞塊。nandflash沒有地址或數據總線，如果是8位nandflash，那么它只有8個IO口，這8個IO口用于傳輸命令、地址和數據。nandflash主要以page（頁）為單位進行讀寫，以block（塊）為單位進行擦除。每一頁中又分為main區和spare區，main區用于正常數據的存儲，spare區用于存儲一些附加信息，如塊好壞的標記、塊的邏輯地址、頁內數據的ECC校驗和等。 三星公司是最主要的nandflash供應商，因此在它所開發的各類處理器中，實現對nandflash的支持就不足為奇了。s3c2440不僅具有nandflash的接口，而且還可以利用某些機制實現直接從nandflash啟動并運行程序。本文只介紹如何對nandflash實現讀、寫、擦除等基本操作，不涉及nandflash啟動程序的問題。 在這里，我們使用的nandflash為K9F2G08U0A，它是8位的nandflash。不同型號的nandflash的操作會有所不同，但硬件引腳基本相同，這給產品的開發帶來了便利。因為不同型號的PCB板是一樣的，只要更新一下軟件就可以使用不同容量大小的nandflash。 K9F2G08U0A的一頁為（2K＋64）字節（加號前面的2K表示的是main區容量，加號后面的64表示的是spare區容量），它的一塊為64頁，而整個設備包括了2048個塊。這樣算下來一共有2112M位容量，如果只算main區容量則有256M字節（即256M×8位）。要實現用8個IO口來要訪問這么大的容量，K9F2G08U0A規定了用5個周期來實現。第一個周期訪問的地址為A0"A7；第二個周期訪問的地址為A8"A11，它作用在IO0"IO3上，而此時IO4"IO7必須為低電平；第三個周期訪問的地址為A12"A19；第四個周期訪問的地址為A20"A27；第五個周期訪問的地址為A28，它作用在IO0上，而此時IO1"IO7必須為低電平。前兩個周期傳輸的是列地址，后三個周期傳輸的是行地址。通過分析可知，列地址是用于尋址頁內空間，行地址用于尋址頁，如果要直接訪問塊，則需要從地址A18開始。 #include "2440addr.h" #define CMD_READ1 0x00 #define CMD_READ2 0x30 #define CMD_READID 0x90 #define CMD_RESET 0xFF #define CMD_WRITE1 0x80 #define CMD_WRITE2 0x10 #define CMD_BLOCKERASE1 0x60 #define CMD_BLOCKERASE2 0xD0 #define CMD_RANDOMWRITE 0x85 #define CMD_RANDOMREAD1 0x05 #define CMD_RANDOMREAD2 0xE0 #define CMD_READSTATE 0x70 #define NF_CMMD(cmd) rNFCMD = cmd #define NF_ADDR(addr) rNFADDR = addr #define NF_WRDATA(data) rNFDATA = data #define NF_WRDATA8(data) rNFDATA8 = data #define NF_RDDATA() rNFDATA #define NF_RDDATA8() rNFDATA8 #define NF_CE_L() rNFCONT &= "(0x1＜＜1) #define NF_CE_H() rNFCONT |= 0x1＜＜1 #define NF_MECC_LOCK() rNFCONT |= 0x1＜＜5 #define NF_MECC_ULOCK() rNFCONT &= "(0x1＜＜5) #define NF_SECC_LOCK() rNFCONT |= 0x1＜＜6 #define NF_SECC_ULOCK() rNFCONT &= "(0x1＜＜6) #define NF_RESETECC() rNFCONT |= 0x1＜＜4 #define NF_WAITRB() while(!(rNFSTAT&0x1)) #define NF_CLEARRB() rNFSTAT |= 0x1＜＜2 #define NF_DETECT() while(!(rNFSTAT&0x1＜＜2)) #define TACLS 1 #define TWRPH0 1 #define TWRPH1 1 #define U32 unsigned int #define U8 unsigned char U8 buffer[2048], Ecc[6]; U8 cmd, data, command; U32 block, add, pagenumber, count; U8 NF_BlockErase(U32 block){ //擦除以塊為單位 U8 state; NF_CE_L(); //打開nandflash片選 NF_CLEARRB(); //等待R/nB信號就緒 NF_CMMD(CMD_BLOCKERASE1); NF_ADDR((block＜＜6)&0xff); NF_ADDR((block＞＞2)&0xff); NF_ADDR((block＞＞10)&0xff); NF_CMMD(CMD_BLOCKERASE2); NF_WAITRB(); NF_CMMD(CMD_READSTATE); do{ state = NF_RDDATA8(); }while(!(state&0x40)); if(state&0x1){ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x40; return 0x40; //0x40塊擦除失敗 } else{ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x60; return 0x60; //0x60塊擦除成功 } } U8 NF_PageWrite(U32 pagenumber){ U32 i, mecc, secc; U8 state; NF_CE_L(); NF_RESETECC(); //復位ECC NF_CLEARRB(); NF_CMMD(CMD_WRITE1); NF_ADDR(0x00); NF_ADDR(0x00); NF_ADDR(pagenumber&0xff); NF_ADDR((pagenumber＞＞8)&0xff); NF_ADDR((pagenumber＞＞16)&0xff); //先解鎖main區，然后在main區讀寫，產生main區ECC校驗，然后鎖定ECC，這樣ECC就被硬件寫入rNFMECC0/1，我們將它讀到spare //區應該存放校驗的位置2048"2051。在讀寫spare區的時候，即產生spare區的ECC，硬件把它自動寫入rNFSECC中，會產生spare區 //的校驗，兩個字節，寫到2052"2053，在讀取的時候，我們將main區的ECC和spare區的ECC讀出來，放入rNFMECCD0/1和rNFSECC中， //硬件完成rNFMECC0/1,rNFSECC和rNFMECCD0/1,rNFSECCD的校驗。 NF_MECC_ULOCK(); //解鎖main區的ECC for(i = 0; i ＜ 2048; i++){ NF_WRDATA8((char)(i+1)); //這個過程中產生ECC } NF_MECC_LOCK(); //鎖定main區ECC mecc = rNFMECC0; //讀取main區ECC Ecc[0] = (U8)(mecc&0xff); Ecc[1] = (U8)((mecc＞＞8)&0xff); Ecc[2] = (U8)((mecc＞＞16)&0xff); Ecc[3] = (U8)((mecc＞＞24)&0xff); NF_SECC_ULOCK(); //解鎖main區的ECC for(i = 0; i ＜ 4; i++){ NF_WRDATA8(Ecc[ i]); //將maina區的ECC寫入spare前4個字節,這個過程產生spare區的ECC } NF_SECC_LOCK(); //鎖定spare區的ECC secc = rNFSECC; //讀取spare區的ECC Ecc[4] = (secc)&0xff; Ecc[5] = (secc＞＞8)&0xff; for(i = 4; i ＜ 6; i++){ NF_WRDATA8(Ecc[ i]); //將spare區的ECC寫入spare } NF_CMMD(CMD_WRITE2); NF_DETECT(); //等待R/nB信號變高，即不忙 NF_CMMD(CMD_READSTATE); //發讀狀態命令， 0x70 do{ state = NF_RDDATA8(); //檢查狀態 I/O 位0為0 是寫成功 1 是失敗， I/O 位6為0表示忙 為1是就緒 }while(!(state&0x40)); if(state&0x1){ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x43; return 0x43; //0x43隨機寫失敗 } else{ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x63; return 0x63; //0x63隨機寫成功 } } U8 NF_PageRead(U32 pagenumber){ U32 i, mecc, secc; NF_CE_L(); NF_RESETECC(); NF_CLEARRB(); NF_CMMD(CMD_READ1); NF_ADDR(0x00); NF_ADDR(0x00); NF_ADDR(pagenumber&0xff); NF_ADDR((pagenumber＞＞8)&0xff); NF_ADDR((pagenumber＞＞16)&0xff); NF_CMMD(CMD_READ2); NF_WAITRB(); NF_MECC_ULOCK(); for(i = 0; i ＜ 2048; i++){ buffer[ i] = NF_RDDATA8(); } NF_MECC_LOCK(); NF_SECC_ULOCK(); mecc = NF_RDDATA(); NF_SECC_LOCK(); rNFMECCD0 = ((mecc&0xff00)＜＜8) | (mecc&0xff); //讀取剛才的ECC 讓rNFMECCD0/1,rNFSECCD與rNFMECC0/1,RNFSECC比較，看是否發生錯誤 rNFMECCD1 = ((mecc&0xff000000)＞＞8) | ((mecc&0xff0000)＞＞16); //校驗是因為nandflash很容易發生位反轉，壞塊 secc = NF_RDDATA(); rNFSECCD = ((secc&0xff00)＜＜8)|(secc&0xff); NF_CE_H(); if((rNFESTAT0 & 0x0f) == 0x0){ //如果低4位都是0，說明沒有錯誤 while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x66; for(i = 0; i ＜ 8; i++){ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = buffer[ i]; } return 0x66; } else{ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x44; return 0x44; } } void NF_Init(){ //GPA 17～22接在nandflash上 rGPACON = rGPACON & ("(0x3f＜＜17)) | (0x3f＜＜17); //TACLS為CLE/ALE有效到nWE有效之間的持續時間，TWRPH0為nWE的有效持續時間，TWRPH1為nWE無效到CLE/ALE無效之間的持續時間，這些時間都是以HCLK為單位的（本文程序中的HCLK=100MHz） rNFCONF = (TACLS＜＜12)|(TWRPH0＜＜8)|(TWRPH1＜＜4)|(0＜＜0); //非鎖定，屏蔽nandflash中斷，初始化ECC及鎖定main區和spare區ECC，使能nandflash片選及控制器 rNFCONT = (0＜＜13)|(0＜＜12)|(1＜＜6)|(1＜＜5)|(1＜＜4)|(1＜＜1)|(1＜＜0); } void NF_Reset(){ NF_CE_L(); NF_WAITRB(); NF_CMMD(CMD_RESET); NF_DETECT(); NF_CE_H(); } void NF_ReadID(){ char MID, DID, cyc3, cyc4, cyc5; NF_CE_L(); NF_CLEARRB(); NF_CMMD(CMD_READID); NF_ADDR(0x00); MID = NF_RDDATA8(); //廠商ID while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = MID; DID = NF_RDDATA8(); //設備ID while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = DID; cyc3 = NF_RDDATA8(); //其他信息 while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = cyc3; cyc4 = NF_RDDATA8(); while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = cyc4; cyc5 = NF_RDDATA8(); while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = cyc5; NF_CE_H(); } U8 NF_RandomWrite(U32 pagenumber, U32 add, U8 data){ //根據時序來就行 U8 state; NF_CE_L(); NF_CMMD(CMD_WRITE1); NF_ADDR(0x00); NF_ADDR(0x00); NF_ADDR(pagenumber&0xff); NF_ADDR((pagenumber＞＞8)&0xff); NF_ADDR((pagenumber＞＞16)&0xff); NF_CMMD(CMD_RANDOMWRITE); NF_ADDR(add&0xff); //確定頁內地址 NF_ADDR((add＞＞8)&0xff); NF_WRDATA8(data); //寫數據 NF_CMMD(CMD_WRITE2); NF_WAITRB(); NF_CMMD(CMD_READSTATE); do{ state = NF_RDDATA8(); }while(!(state&0x40)); if(state&0x1){ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x44; return 0x44; //0x44隨機寫失敗 } else{ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x66; return 0x66; //0x66隨機寫成功 } } U8 NF_RandomRead(U32 pagenumber, U32 add){ //根據時序來就行 char ch; NF_CE_L(); NF_CMMD(CMD_READ1); NF_ADDR(0x00); NF_ADDR(0x00); NF_ADDR(pagenumber&0xff); NF_ADDR((pagenumber＞＞8)&0xff); NF_ADDR((pagenumber＞＞16)&0xff); NF_CMMD(CMD_READ2); NF_WAITRB(); NF_CMMD(CMD_RANDOMREAD1); NF_ADDR(add&0xff); NF_ADDR((add＞＞8)&0xff); NF_CMMD(CMD_RANDOMREAD2); ch = NF_RDDATA8(); //讀數據 while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = ch; NF_CE_H(); return ch; } U8 NF_IsBadBlock(U32 block){ U8 result; result = NF_RandomRead(block*64, 2054); //0"2047是main區數據,2048"2051是main區的ECC校驗,2052"2053是spare區的ECC校驗 if(result == 0x33){ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x62; return 0x62; //0x62是壞塊 } else{ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x42; return 0x42; //0x42不是壞塊 } } U8 NF_MarkBadblock(U32 block){ U8 result; result = NF_RandomWrite(block*64, 2054, 0x33); //0x33標記壞塊 block*64得到的是block塊第一個頁的地址 if(result == 0x66){ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x61; return 0x61; //0x61標記壞塊成功 } else{ while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0x41; return 0x41; //0x41標記壞塊失敗 } } void __irq UART0_ISR(void){ U8 ch; rSRCPND |= (0x1＜＜28); rINTPND |= (0x1＜＜28); rSUBSRCPND |= 0x1＜＜0; if(rUTRSTAT0 & 0x1){ ch = rURXH0; while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = ch; cmd = ch; } } int Main(){ count = 0; rULCON0 = 0x3; rUCON0 = (1＜＜11)|(1＜＜2)|(1＜＜0); rUBRDIV0 = 26; rSRCPND = 0x1＜＜28; rINTPND = 0x1＜＜28; rSUBSRCPND = 0x1＜＜0; rINTMSK &= "(0x1＜＜28); rINTSUBMSK &= "(0x1＜＜0); pISR_UART0 = (U32)UART0_ISR; NF_Init(); while(1){ switch(cmd){ case 0x11: NF_Reset(); break; case 0x22: NF_ReadID(); break; case 0x33: NF_RandomRead(2001*64,0x3); break; case 0x44: NF_RandomWrite(2001*64,2052,0xbc); break; case 0x55: NF_PageRead(2001*64); break; case 0x66: while(!(rUTRSTAT0&0x4)); rUTXH0 = 0xba; NF_PageWrite(2001*64); break; case 0x77: NF_BlockErase(2001); break; case 0x88: NF_IsBadBlock(2001); break; case 0x99: NF_MarkBadblock(2001); break; } cmd = 0; } return 0; } 作者：李萬鵬 |
