第016课 Nand Flash

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永远的小白讨论 | 贡献2018年2月2日 (五) 17:44的版本

第001节_NAND_FLASH操作原理

Chapter16 lesson1 001.png

NAND FLASH原理图

NAND FLASH是一个存储芯片

那么: 这样的操作很合理"读地址A的数据,把数据B写到地址A"


问1. 原理图上NAND FLASH和S3C2440之间只有数据线,怎么传输地址?

答1.在DATA0~DATA7上既传输数据,又传输地址当ALE为高电平时传输的是地址,


那么在数据线上是不是只传输数据和只传输地址呢?

我们参考NAND FLASH的芯片手册可以知道,对NAND FLASH的操作还需要发出命令,下面有个NAND FLASH的命令表格 Chapter16 lesson1 002.png 问2. 从NAND FLASH芯片手册可知,要操作NAND FLASH需要先发出命令怎么传入命令?

答2.在DATA0~DATA7上既传输数据,又传输地址,也传输命令:

1. 当ALE为高电平时传输的是地址。

2. 当CLE为高电平时传输的是命令。

3. 当ALE和CLE都为低电平时传输的是数据。


问3. 数据线既接到NAND FLASH,也接到NOR FLASH,还接到SDRAM、DM9000等等

    那么怎么避免干扰?

答3. 这些设备,要访问之必须"选中",没有选中的芯片不会工作,相当于没接一样。


问4. 假设烧写NAND FLASH,把命令、地址、数据发给它之后,NAND FLASH肯定不可能瞬间完成烧写的,怎么判断烧写完成?

答4. 通过状态引脚RnB来判断:它为高电平表示就绪,它为低电平表示正忙


问5. 怎么操作NAND FLASH呢?

答5. 根据NAND FLASH的芯片手册,一般的过程是:

发出命令

发出地址

发出数据/读数据


看上面的命令表格,不容易看,我们看一下读ID的时序图, Chapter16 lesson1 003.png

每个NAND FLASH都内嵌一些ID(譬如:厂家ID,设备ID),时序图从左往右看,纵向放是一列一列的看。

对于我们s3c2440来说,内部集成了一个NAND FLASH控制器,2440和外设连接的简易图,如下图所示 Chapter16 lesson1 004.png

NAND FLASH控制器,帮我们简化了对NAND FLASH的操作,下面来分析一下不使用NAND FLASH控制器和使用NAND FLASH控制器对外设NAND FLASH的操作。

发命令:

NAND FLASH S3C2440
选中芯片 NFCMMD=命令值
CLE设为高电平
在DATA0~DATA7上输出命令值
发出一个写脉冲

发地址:

NAND FLASH S3C2440
选中芯片 NFADDR=地址值
ALE设为高电平
在DATA0~DATA7上输出地址值
发出一个写脉冲

发数据:

NAND FLASH S3C2440
选中芯片 NFDATA=数据值
ALE,CLE设为低电平
在DATA0~DATA7上输出数据值
发出一个写脉冲

读数据 :

NAND FLASH S3C2440
选中芯片 val=NFDATA
发出读脉冲
读DATA0~DATA7的数据


用UBOOT来体验NAND FLASH的操作:

1. 读ID

S3C2440 u-boot
选中 NFCONT的bit1设为0 md.l 0x4E000004 1; mw.l 0x4E000004 1
发出命令0x90 NFCMMD=0x90 mw.b 0x4E000008 0x90
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
读数据得到0xEC val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
读数据得到device code val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
退出读ID的状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff

下图是读操作时序图 Chapter16 lesson1 005.png

对于存储为256M的NAND FLASH,需要28条地址线,来表示这个地址值,根据原理图可以,只用8根地址线,所以需要4个周期的地址,为了兼容更大容量的NAND FLASH,要发出5个周期的地址:(如下图所示) Chapter16 lesson1 006.png

2,读数据

S3C2440 u-boot
选中 NFCONT的bit1设为0 md.l 0x4E000004 1; mw.l 0x4E000004 1
发出命令0x00 NFCMMD=0x00 mw.b 0x4E000008 0x00
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
发出命令0x30 NFCMMD=0x30 mw.b 0x4E000008 0x30
读数据得到0x17 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
读数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
读数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
读数据得到0xea val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
退出读状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff


第002节_NandFlash时序及初始化

存储芯片的编程 NAND FLASH存储芯片编程
初始化 主控芯片的NAND FLASH控制器的初始化
识别 读取ID
读操作 一次读一个页(page)
写操作 一次写一个页(page)
擦除 一次擦除一个块(block)

NAND FLASH控制器的时序,是为了让NAND FLASH外设工作起来,假如外接不同的 NAND FLASH外设,那么它的操作时序可能就会不同,所以NAND FLASH控制器发出 的时序图,就是不一样的,所以我们根据NAND FLASH外设来设置NAND FLASH控制器, Chapter16 lesson2 001.png

NAND FLASH时序图,如下所示: Chapter16 lesson2 002.png Chapter16 lesson2 003.png Chapter16 lesson2 004.png 我们在汇编语言中已经设置HCLK为100MHZ,一个周期T = 1000/100 = 10s,通过上面三个图可以知道:TACLS的值可以为0;TWRPH0的值可以为1;TWRPH1的值可以为0。 Chapter16 lesson2 005.png 所以NFCONF寄存器设置如下:

#define  TACLS   0
#define  TWRPH0  1
#define  TWRPH1  0
/*设置NAND FLASH的时序*/
NFCONF = (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);

到此设置NAND FLASH的时序已经设置完了,我们接着来使能,使能实在NFCONT。 Chapter16 lesson2 006.png MODE [0]: 设置为1,使能NAND FLASH。

Reg_nCE [1]: 设置为1,禁止片选。因为我们现在还没有使用。为例错误的操作。

InitECC [4]: 初始化ECC的编码器,后边要使用,我们设置为1,来初始化。

所以NFCONF寄存器设置如下:

/*使能NAND FLASH控制器,初始化ECC,禁止片选*/
NFCONT = (1<<4) | (1<<1) | (1<<0);


第003节_NandFlash的芯片id读取

上节课我们讲解了NAND FLASH的初始化,这节课我们来讲解读取NAND FLASH的ID, 我们可以参考NAND FLASHh的芯片手册,如下图所示:(NAND FLASH读操作时序图)