Nand Flash

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Nand flash

 

     Nand Flash 相当于PC上的硬盘，可用于保存操作系统、应用程序、用户数据等。

一、 nand flash的特点

   

1、  容量大：32MB~2GB

2、  XIP：NAND一般用来存放代码，但是代码是不能在nand中运行的，如果要执行nand中的代码，必须把代码拷贝到SDRAM中，然后在SDRAM运行代码。

3、  访问速度：nand flash采用“块状”的读写方式，一次可以完成多个字节读写操作，访问速度很快。

4、  接口：nand flash没有地址总线和数据总线，所以一般不能接在存储器控制器上，只能接在nand flash控制器上。这样，ARM不给nand分配地址，访问nand的时候，根据nand自身的编址进行访问。

5、  访问方式：访问nand时，“地址”、“数据”和“命令”都是通过IO口进行传输。Nand有两个使能信号（ALE---地址锁存使能，CLE----命令锁存使能）来区分IO口上传输的内容（命令、地址、数据）。所以nand和硬盘类似，是一种串行访问方式。

二、nand flash的硬件设计

1、硬件设计

2、nand引脚说明

 

3、2440nand控制器引脚

 

三、K9F1208特点

1、  结构：

Chip：64MB数据区+2MB寄存器区

Block：（1chip = 4kblocks），16KB数据区+512B寄存器区

Page：（1block = 32pagesr），512B数据区+16B寄存器区

2、  数据区与寄存器区

数据区：存放有效数据。

寄存器区：存放ECC（错误校验码）、坏块标志、文件系统相关信息

3、  nand flash的地址

nand是没数据线和地址线的，但是nand本身内部是有地址的，nandflash的编址方式是按照IO口个数为单位进行编址。Nand在ALE有效而CLE无效的时候，IO口上传输的地址，所以对nand进行寻址的时候，地址值是分周期输入的。

Chip：A25~A0

Block地址：A25~A14；block内地址：A13~A0

Page地址：A25~A9；page内地址：A8~A0。

因为nand只有8个IO传输地址，所以地址分周期传输。地址如下：

4、00H命令和01H命令

   00H命令选中“A”区，A8=0

   01H命令选中“B”区，A8=1

四、从nand flash启动

一般一个嵌入式平台是支持从NOR flash，为了降低成本和缩小硬件体积，嵌入式处理器可以支持多种启动方式，以便节省NOR。Nand、SD、SPI、网络启动。所谓从哪里驱动，就是将ARM的启动代码放在哪里。

2440从nand启动的原理：

四、2440nand flash控制器

1、命令寄存器

2、地址寄存器

3、数据寄存器

4、状态寄存器

 

五、nand flash的访问

nand flash的访问包括“读”、“写”、“擦除”、“读ID”

1、  读nand ID

举例：

#define rNFCMD          (*(volatile unsigned *)0x4E000008)      //NAND Flash command

#define rNFADDR         (*(volatile unsigned *)0x4E00000C)      //NAND Flash address

#define rNFDATA          (*(volatile unsigned *)0x4E000010)      //NAND Flash data

int id = 0

int read_nand_id(void)

{

     rNFCMD  = 0x90;

     rNFADDR = 0x00;

     for(int i=0;i<4;i++)

       id  |=  (rNFDATA<<(8*(3-i)));

    return id;

}

2、  nand擦除操作

向nand flash内写数据之前，先需要进行擦除操作，然后才可以写入数据。Nand flash擦除的单位是block，可以同时擦除几个块。

举例：

#define rNFCMD          (*(volatile unsigned *)0x4E000008)      //NAND Flash command

#define rNFADDR         (*(volatile unsigned *)0x4E00000C)      //NAND Flash address

#define rNFDATA          (*(volatile unsigned *)0x4E000010)      //NAND Flash data

//返回值0—>擦除成功

//       1-à擦除失败

//参数：block-à擦除的块号

int Erase_Nand_Block(int block)

{

int block_addr;

block_addr = block<<14;

rNFCMD = 0x60;

rNFADDR = (block_addr>>9)&0xff;

rNFADDR = (block_addr>>17)&0xff;

rNFADDR = (block_addr>>25)&0x01;

rNFCMD = 0xD0;

 

while(!(rNFSTAT & 0x01));

 

rNFCMD = 0x70;

return (rNFDATA &0x01);

}

 

3、  nand写操作

nand flash写入是page为单位。

4、  nand flash读操作

1）  读操作1   读数据区

00H命令：从1st half page开始读

              01H命令：从2nd half page开始读

2）  读方式2  读寄存器区

              命令是50H

 

5、  注意事项

对nand操作的过程是一个连续的过程，中间是不能被中断打断，所以操作nand的时候，需要关闭中断，否则系统可能崩溃。