NAND Flash
关于NAND Flash
S5PV210的NAND Flash控制器有如下特点：1) 支持512byte,2k,4k,8k的页大小2) 通过各种软件模式来进行NAND Flash的读写擦除等3) 8bit的总线4) 支持SLC和MCL的NAND Flash5) 支持1/4/8/12/16bit的ECC6) 支持以字节/半字/字为单位访问数据/ECC寄存器，以字为单位访问其他寄存器。注意：在此使用的Mini210S的NAND Flash类型为SLC，大小为1G，型号为K9K8G08U0A。所以本章的内容是针对SLC类型的NAND Flash(包括256M/512M/1GB等)，并不适用MLC类型的NAND Flash。程序例子：（完整代码见链接）
代码多了nand.c这个文件，里面包含了对NAND Flash的相关操作。/*nand.c*/<1> NAND Flash初始化函数nand_init(),代码如下void nand_init(void) { // 1. 配置NAND Flash NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4)|(0<<3)|(0<<2)|(1<<1)|(0<<0); NFCONT =(0<<18)|(0<<17)|(0<<16)|(0<<10)|(0<<9)|(0<<8)|(0<<7)|(0<<6)|(0x3<<1)|(1<<0); // 2. 配置引脚 MP0_1CON = 0x22333322; MP0_2CON = 0x00002222; MP0_3CON = 0x22222222; // 3. 复位 nand_reset();} 共3个步骤：第一步 配置NAND Flash主要是设置NFCONF和NFCONT两个寄存器NFCONF寄存器
AddrCycle = 1，When page size is 2K or 4K, 1 = 5 address cycle，Mini210S的NAND Flash的页大小为2k，所有是5个地址周期；
PageSize = 0，When MLCFlash is 0, the value of PageSize is as follows: 0 = 2048 Bytes/page，Mini210S使用的是SLC NAND Flash且每页大小为2k； MLCFlash = 0，在此使用的是SLC NAND Flash； TWRPH1/TWRPH0/TACLS是关于访问时序的设置，需对照NAND Flash芯片手册设置，这里不再详细解释，分别取TWRPH1=1，TWRPH0=4，TACLS=1； ECCType0/MsgLength，我们的裸机代码没有使用到ECC，所有不用设置这两个标志。MODE = 1，使能NAND Flash控制器；
Reg_nCE0 = 1,取消片选，需要操作NAND Flash时再发片选； Reg_nCE1 = 1, 取消片选，需要操作NAND Flash时再发片选； InitMECC/InitSECC/SECCLock/MECCLock,我们的裸机代码不涉及ECC，这4个标志位随便设置即可；RnB_TransMode = 0，Detect rising edge，RnB是NAND Flash的状态探测引脚，我们使用上升沿触发； EnbRnBINT = 0 ，禁止RnB中断； EnbIllegalAccINT = 0，禁止Illegal access 中断 ； EnbMLCDecInt/EnbMLCEncInt为MCL相关，不用设置； LOCK = 0，我们没有用到Soft Lock，所以禁止Soft Lock； LockTight = 0，我们没有用到Lock-tight，所有禁止Lock-tight； MLCEccDirection，MLC相关，可不用设置第二步 配置引脚用于NAND Flash相关功能；第三步 复位复位函数nand_reset的相关代码如下： static void nand_reset(void) { nand_select_chip(); nand_send_cmd(NAND_CMD_RES); nand_wait_idle(); nand_deselect_chip(); } NAND Flash的复位操作共4个步骤：1) 发片选，实质就是NFCONT &= ~(1<<1);往NFCONT的bit[1]写0；2) 发命令复位命令NAND_CMD_RES (0xff);实质就是NFCMMD = cmd;将命令写到NFCMMD寄存器；完整的NAND Flash命令信息见下图：3) 等待NAND Flash 就绪；实质就是while( !(NFSTAT & (BUSY<<4)) )，读NFSTAT的bit[4]检查NAND Flash是否就绪；
4) 取消片选，实质就是NFCONT |= (1<<1); 往NFCONT的bit[1]写1；<2> NAND Flash读ID函数nand_read_id(),代码如下
void nand_read_id(void) { nand_id_info nand_id; // 1. 发片选 nand_select_chip(); // 2. 读ID nand_send_cmd(NAND_CMD_READ_ID); nand_send_addr(0x00); nand_wait_idle(); nand_id.IDm = nand_read(); nand_id.IDd = nand_read();nand_id.ID3rd = nand_read(); nand_id.ID4th = nand_read(); nand_id.ID5th = nand_read(); printf("NANDFlash: makercode = %x,devicecode = %x\r\n",nand_id.IDm,nand_id.IDd); nand_deselect_chip(); }NAND Flash 读ID操作
根据上图，NAND Flash的读ID操作共4个步骤：
第一步 发片选；第二步 发读ID命令NAND_CMD_READ_ID(0x90)；第三步 发地址0x00；调用函数nand_send_addr()；第四步 等待NAND Flash 就绪；第五步 读ID；调用了nand_read()函数，实质就是读NFDATA寄存器；下面解释一下函数nand_send_addr()，核心代码如下： { // 列地址，即页内地址 col = addr % NAND_PAGE_SIZE; // 行地址，即页地址 row = addr / NAND_PAGE_SIZE; // Column Address A0~A7 NFADDR = col & 0xff; for(i=0; i<10; i++); // Column Address A8~A11 NFADDR = (col >> 8) & 0x0f; for(i=0; i<10; i++); // Row Address A12~A19 NFADDR = row & 0xff;for(i=0; i<10; i++); // Row Address A20~A27 NFADDR = (row >> 8) & 0xff; for(i=0; i<10; i++); // Row Address A28~A30 NFADDR = (row >> 16) & 0xff; for(i=0; i<10; i++); } 首先根据页大小来获取页地址和页内偏移地址，然后通过5个周期将地址发送出去，实质就是写NFADDR寄存器，具体每个周期如何发送，查阅NAND Flash芯片手册可知，见下图：发送地址后，就可以连续读出5个ID了，其中第一个是MAKDER CODE, 第二个是DEVICE CODE。
<3> NAND Flash擦除函数nand_erase()，核心代码如下：
{ // 获得row地址，即页地址 unsigned long row = block_num * NAND_BLOCK_SIZE; // 1. 发出片选信号 nand_select_chip(); // 2. 擦除：第一个周期发命令0x60，第二个周期发块地址，第三个周期发命令0xd0 nand_send_cmd(NAND_CMD_BLOCK_ERASE_1st);for(i=0; i<10; i++); // Row Address A12~A19 NFADDR = row & 0xff; for(i=0; i<10; i++); // Row Address A20~A27 NFADDR = (row >> 8) & 0xff; for(i=0; i<10; i++); // Row Address A28~A30 NFADDR = (row >> 16) & 0xff; NFSTAT = (NFSTAT)|(1<<4); nand_send_cmd(NAND_CMD_BLOCK_ERASE_2st); for(i=0; i<10; i++); // 3. 等待就绪 nand_wait_idle(); // 4. 读状态 unsigned char status = read_nand_status(); }根据上图，NAND Flash的擦除操作共6个步骤：
第一步 发片选；第二步 发擦除命令1 NAND_CMD_BLOCK_ERASE_1(0x60)；第三步 发页地址，只需发页地址；第四步 发擦除命令2 NAND_CMD_BLOCK_ERASE_2st(0xD0)；第五步 等待NAND Flash就绪；第六步 读状态，判断擦除是否成功。若擦除失败，则打印是坏块再取消片选；否则直接直接取消片选即可。读状态调用了函数read_nand_status()，它的实质就是nand_send_cmd(NAND_CMD_READ_STATUS);ch = nand_read();先发读状态命令NAND_CMD_READ_STATUS，然后再读状态值。<4> NAND Flash读函数copy_nand_to_sdram(),从NAND Flash中读数据到DRAM，核心代码如下：
{ // 1. 发出片选信号 nand_select_chip();// 2. 从nand读数据到sdram，第一周期发命令0x00，第二周期发地址nand_addr,第三个周期发命令0x30，可读一页(2k)的数据while(length) { nand_send_cmd(NAND_CMD_READ_1st); nand_send_addr(nand_addr); NFSTAT = (NFSTAT)|(1<<4); nand_send_cmd(NAND_CMD_READ_2st); nand_wait_idle(); // 列地址，即页内地址 unsigned long col = nand_addr % NAND_PAGE_SIZE; i = col; // 读一页数据，每次拷1byte，共拷2048次(2k)，直到长度为length的数据拷贝完毕 for(; i<NAND_PAGE_SIZE && length!=0; i++,length--) { *sdram_addr = nand_read(); sdram_addr++; nand_addr++; } } // 3. 读状态 unsigned char status = read_nand_status(); }NAND Flash 读操作
根据上图，NAND Flash的读操作共7个步骤：
第一步 发片选；第二步 发读命令1 NAND_CMD_READ_1st(0x00)；第三步 发地址，调用函数nand_send_cmd()，发5个地址周期；第四步 发读命令2 NAND_CMD_READ_2st(0xD0)；第五步 等待NAND Flash就绪；第六步 从页内偏移地址开始读，读到页结尾即结束，每次读1byte；第七步 读状态，判断是否读成功。<5> NAND Flash写函数copy_sdram_to_nand (),从DRAM写数据到NAND Flash，核心代码如下：
{ // 1. 发出片选信号 nand_select_chip(); // 2. 从sdram读数据到nand，第一周期发命令0x80，第二周期发地址nand_addr,第三个周期写一页(2k)数据，第四周期发0x10 while(length) { nand_send_cmd(NAND_CMD_WRITE_PAGE_1st); nand_send_addr(nand_addr); // 列地址，即页内地址 unsigned long col = nand_addr % NAND_PAGE_SIZE; i = col; // 写一页数据，每次拷1byte，共拷2048次(2k)，直到长度为length的数据拷贝完毕 for(; i<NAND_PAGE_SIZE && length!=0; i++,length--) { nand_write(*sdram_addr); sdram_addr++; nand_addr++; } NFSTAT = (NFSTAT)|(1<<4); nand_send_cmd(NAND_CMD_WRITE_PAGE_2st); nand_wait_idle(); } // 3. 读状态 unsigned char status = read_nand_status();}
根据上图，NAND Flash的写操作共7个步骤：
第一步 发片选；第二步 发写命令1 NAND_CMD_WRITE_PAGE_1st (0x80)；第三步 发地址地址，调用函数nand_send_cmd()，发5个地址周期；第四步 发读命令2 NAND_CMD_WRITE_PAGE_2st (0x10)；第五步 等待NAND Flash就绪；第六步 从页内偏移地址开始写，读到页结尾即结束，每次写1byte；第七步 读状态，判断是否读成功。2. main.c
在main.c中，首先会调用nand_init()来初始化NAND Flash，然后打印一个菜单,提供4种选择测试NAND Flash： 读ID功能(nand_read_id())； 擦除功能(nand_erase())； 读功能(copy_nand_to_sdram())； 写功能(copy_sdram_to_nand())；
完整代码下载链接：