《ARM Cortex-A9多核嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)教程》課件第十章

NandFlash控制器10NANDFlash功能介紹NANDFlash相關(guān)控制寄存器NANDFlash編程實(shí)例第10章NandFlash控制器10.1NandFlash功能介紹10.1.1Flash存儲(chǔ)技術(shù)簡(jiǎn)介Flash存儲(chǔ)器又稱(chēng)閃存，是一種可在線(xiàn)多次擦除的非易失性存儲(chǔ)器，即掉電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。Flash存儲(chǔ)器主要分為NOR型Flash和NAND型Flash兩種。NORFlash的接口與RAM完全相同，可以隨意訪(fǎng)問(wèn)任意地址的數(shù)據(jù)。而NANDFlash的接口僅僅包含幾個(gè)I/O引腳，這使得NORFlash適合于運(yùn)行程序，而NANDFlash更適合于保存數(shù)據(jù)。一般而言，用NORFlash存儲(chǔ)程序，而用NANDFlash存儲(chǔ)數(shù)據(jù)?；贜ANDFlash的設(shè)備通常也要搭配N(xiāo)ORFlash以存儲(chǔ)程序。

嵌入式Linux對(duì)NORFlash和NANDFlash的軟件支持都很成熟。在NORFlash上常用jffs2文件系統(tǒng)，而在NANDFlash上常用yaffs文件系統(tǒng)。在更底層，由MTD自動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)它們的讀、寫(xiě)、擦除操作，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了EDC/ECC校驗(yàn)。第10章NandFlash控制器

綜合上述：NORFlash與NANDFlash存儲(chǔ)器各自的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在一般希望用NANDFlash啟動(dòng)和引導(dǎo)系統(tǒng)，而在DRAM上執(zhí)行主程序。Exynos4412在設(shè)計(jì)上也恰好滿(mǎn)足這一要求，它的啟動(dòng)代碼可以在外部NANDFlash上執(zhí)行。第10章NandFlash控制器10.1.2芯片介紹

目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的8位NANDFlash芯片有三星公司的K9GAG08U0E、K9LBG08U0E、K9HCG08U1E等。由于不同型號(hào)的芯片的結(jié)構(gòu)和容量不同，它們?cè)趯ぶ贩绞缴嫌幸欢ú町悾猿绦虼a并不通用。接下來(lái)，將以三星公司的K9GAG08U0E來(lái)做詳細(xì)的介紹。第10章NandFlash控制器圖10.1K9GAG08U0E芯片K9GAG08U0E是三星公司生產(chǎn)的采用NAND技術(shù)的大容量、高可靠性Flash存儲(chǔ)器。該器件存儲(chǔ)容量為16?Gb。第10章NandFlash控制器K9GAG08U0E物理結(jié)構(gòu)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下：1頁(yè)?=?8K字節(jié)?+?436字節(jié)(空閑區(qū)域)1塊?=?(8K?+?436)字節(jié)?×?128頁(yè)?=?(1M?+?54.5K)字節(jié)

總?cè)萘?=?2076塊?×?128頁(yè)?×?(8K?+?436)字節(jié)?=?(16608M?+?883.9M)比特

圖10.2K9GAG08U0E結(jié)構(gòu)圖第10章NandFlash控制器K9GAG08U0E的尋址周期：表10.2K9GAG08U0E操作周期第10章NandFlash控制器1.?NANDFlash存儲(chǔ)過(guò)程分析

NANDFlash原理圖上只有8根數(shù)據(jù)線(xiàn)Data0～Data7，是典型的串口通信。另外的兩個(gè)引腳CLE和ALE則用于區(qū)分當(dāng)前傳入的是命令還是地址。這樣，NANDFlash控制器就根據(jù)傳入的內(nèi)容進(jìn)行對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。由于NANDFlashK9GAG08U0E的頁(yè)大小是8KB，所以需要13位地址來(lái)進(jìn)行尋址，稱(chēng)為列地址。第10章NandFlash控制器1.?NANDFlash存儲(chǔ)過(guò)程分析(3)

NANDFlash不能像內(nèi)存一樣直接讀/寫(xiě)，要先發(fā)命令，再發(fā)地址，然后讀/寫(xiě)數(shù)據(jù)。(4)

CLE為高電平時(shí)，Data0～Data7發(fā)出的是命令；ALE為高電平時(shí)，Data0～Data7發(fā)出的是地址；CLE/ALE都為低電平時(shí)，Data0～Data7發(fā)出的是數(shù)據(jù)。信號(hào)nWE控制著寫(xiě)操作，nRE控制著讀操作。第10章NandFlash控制器表10.3K9GAG08U0E命令集第10章NandFlash控制器10.1.3芯片的主要操作寫(xiě)操作第10章NandFlash控制器寫(xiě)操作過(guò)程：(1)發(fā)送第一個(gè)編程命令“0x80”。(2)依次發(fā)送第1～5個(gè)周期地址。(3)向K9GAG08U0E發(fā)送第一頁(yè)數(shù)據(jù)。(4)發(fā)送第二個(gè)編程指令“0x10”。(5)發(fā)送狀態(tài)查詢(xún)命令字“0x70”。(6)讀取K9GAG08U0E的數(shù)據(jù)總線(xiàn)，判斷I/O6的值或R/的值，直到I/O6?=?1或R/?=?1。(7)判斷I/O0是否為0，如果是0，表示編程成功；如果為1，表示編程失敗。第10章NandFlash控制器2.讀操作第10章NandFlash控制器讀操作過(guò)程：(1)發(fā)送第一個(gè)讀操作命令“0x00”。(2)依次發(fā)送第1～5個(gè)周期的地址。(3)發(fā)送第二個(gè)讀操作指令“0x30”。(4)從數(shù)據(jù)總線(xiàn)讀取數(shù)據(jù)。(5)

ECC產(chǎn)生器進(jìn)行校驗(yàn)。(6)根據(jù)ECC校驗(yàn)結(jié)果判斷頁(yè)面讀操作是否完成。第10章NandFlash控制器3.擦除操作第10章NandFlash控制器擦除操作過(guò)程：(1)發(fā)送第一個(gè)擦除命令“0x60”。(2)依次發(fā)送第1～5個(gè)周期的地址。(3)發(fā)送第二個(gè)擦除指令“0xD0”。(4)發(fā)送狀態(tài)查詢(xún)命令字“0x70”。(5)讀取K9GAG08U0E的數(shù)據(jù)總線(xiàn)，判斷I/O6的值或R/的值，直到I/O6?=?1或R/?=

1。(6)判斷I/O0是否為0，如果是0，則表示編程成功；如果為1，則表示編程失敗。第10章NandFlash控制器10.2NandFlash相關(guān)控制寄存器1.

NANDFlash配置寄存器(NFCONF)該寄存器用于配置NANDFlash控制器讀、寫(xiě)、擦除等主要操作參數(shù)，如表10.4所示。表10.4NANDFlash配置寄存器(NFCONF)第10章NandFlash控制器2.

NANDFlash控制寄存器(NFCONT)該寄存器用于配置NANDFlash的各種控制參數(shù)，如表10.5所示。第10章NandFlash控制器表10.5NANDFlash控制寄存器(NFCONT)第10章NandFlash控制器3.

NANDFlash命令寄存器(NFCMMD)該寄存器用于存儲(chǔ)NANDFlash的命令值，如表10.6所示。表10.6NANDFlash命令寄存器(NFCMMD)第10章NandFlash控制器4.

NANDFlash命令寄存器(NFADDR)該寄存器用于存儲(chǔ)NANDFlash的地址值，如表10.7所示。表10.7NANDFlash地址寄存器(NFADDR)第10章NandFlash控制器5.?NANDFlash命令寄存器(NFDATA)該寄存器用于存儲(chǔ)NANDFlash讀/寫(xiě)的數(shù)據(jù)，如表10.8所示。表10.8NANDFlash數(shù)據(jù)寄存器(NFDATA)第10章NandFlash控制器6.?NANDFlash控制寄存器(NFSTAT)該寄存器用于查詢(xún)NANDFlash的各種狀態(tài)值，如表10.9所示。表10.9NANDFlash控制寄存器(NFSTAT)第10章NandFlash控制器10.3NandFlash編程實(shí)例10.3.1電路連接

圖10.7是K9GAG08U0E電路連接圖。由圖可知，電路連接比較簡(jiǎn)單，其中Xm0DATA0～Xm0DATA7為命令、地址、數(shù)據(jù)復(fù)用8位數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊_，其他控制引腳的連接如圖所示。第10章N