基于JZ2440的NAND FLASH的驱动程序的实现

本文详细介绍了基于JZ2440开发板,针对K9F2G08U0A NAND FLASH的驱动程序实现过程,包括前期准备、NAND FLASH特性、驱动程序的步骤和具体实现。

本文的主要任务是实现JZ2440开发板板载的型号为K9F2G08U0A的容量为256MB、位宽为8位的NAND FLASH驱动程序的开发。


一、前期准备

开发板:JZ2440(ARM9)

内核版本:Linux-3.4.10

  NAND FLASH : K9F2G08U0A( 256MB   8bit   3.3V)

重新配置内核,去掉已有的NAND FLASH的驱动程序。


二、K9F2G08U0A大简单介绍

K9F2G08U0A三星电子设计的NAND FLASH类型的存储半导体,它的大小为256MB,位宽为8bit,支持ECC坏块检测机制。

1、原理图布局和基本引脚定义


各个引脚的具体定义:

        LDATA0~LDATA7:数据、地址、命令传输引脚,具体传输什么类型数据由ALE、CLE决定

        RnB :状态判断引脚,用它来判断flash是处于忙碌还是就绪状态

        CLE :命令锁存信号,为高电平时数据线上发送命令

        nFCE:片选信号,为低电平表示选中

        ALE:地址锁存引脚,为高电平时数据线上发送地址

        nFWE:写信号,为低电平时表示在数据线上写入

        nFRE:读信号,为低电平时表示从数据线上读取数据

2、存储单元基本布局


从上图可以看出,该NAND flash是按页来存储数据的,每一页的大小是2KB + 64Bytes,其中前面2KB是用来存放真正的数据的,后面的64Bytes数据作为ECC用来检测该页数据是否有效;每一个块包括64页数据。


三、驱动程序的实现

1、编写一个nand flash的驱动程序大致有如下步骤:

a、分配一个nand_chip的结构体变量

b、设置这个结构体的变量

c、执行硬件相关的操作

d、使用这个结构体变量,并添加设备分区

2、具体实现

2.1 基本工作,实现如下:

/* 定义一个结构体来描述s3c2440 nand 控制器的寄存器 */
struct yl_s3c_nand_regs {
	unsigned long nfconf  ;
	unsigned long nfcont  ;
	unsigned long nfcmd   ;
	unsigned long nfaddr  ;
	unsigned long nfdata  ;
	unsigned long nfeccd0 ;
	unsigned long nfeccd1 ;
	unsigned long nfeccd  ;
	unsigned long nfstat  ;
	unsigned long nfestat0;
	unsigned long nfestat1;
	unsigned long nfmecc0 ;
	unsigned long nfmecc1 ;
	unsigned long nfsecc  ;
• 电源电压 - 1.65V ~ 1.95V - 2.70V ~ 3.60V • 组织结构 - 存储单元阵列: (256M + 8M) x 8bit - 数据寄存器: (2K + 64) x 8bit • 自动的编程(写入)和擦除 - 页编程: (2K + 64)Byte - 块擦除: (128K + 4K)Byte • 页读取操作 - 页面大小 : (2K + 64)Byte - 随机读取 : 25µs(最大.) - 串行访问 : 25ns(最小.) (*K9F2G08R0A: tRC = 42ns(最小)) • 快速编程周期时间 - 页编程时间: 200µs(典型值) - 块擦除时间: 1.5ms(典型值) • 命令/地址/数据复用I/O端口 • 硬件数据保护 • - 编程/擦除在电源转换分离 可靠的CMOS浮栅技术 -耐力: 100K编程/擦除周期(有1bit/512Byte ECC) 数据保存时间: 10 年 • 命令式操作 • 带有1bit/528Byte EDC的智能Copy-Back编程 • 唯一的ID版权保护 • 封装 - K9F2G08R0A-JCB0/JIB0 : 无铅封装 63 - Ball FBGA I (10 x 13 / 0.8 mm 间距) - K9F2G08U0A-PCB0/PIB0 : 无铅封装 48 - Pin TSOP I (12 x 20 / 0.5 mm 间距) - K9F2G08U0A-ICB0/IIB0 52 - Pin ULGA (12 x 17 / 1.00 mm 间距) 本文档提供的为256Mx8bit的版本,K9F2G08X0A是2G-bit大小的NAND Flash存储器,带有64Mbit额外数据区(OOB区、冗余区)。此 NAND存储颗粒为固态存储市场应用提供了最具成本效益的解决方案。编程(写入)操作可以在200µs(典型值)对大小为(2K+64)Byte的页 进行写入,擦除操作可以在1.5ms(典型值)擦除大小为(128K+4K)的块。读取数据寄存器的数据周期时间为25ns(1.8v设备为42ns) 每字 节。I/O端口可以作为地址和数据输入/输出,也可以作为命令输入。芯片上的写控制器自动完成所有的编程和擦除功能包括脉冲重复、 并内部核查和数据余量(如有需要)。即使是写入操作频繁的系统,也可以通过K9F2G08X0A采用实时映射算法的ECC(错误纠正码)来加 强多达的100K编程/擦除周期的可靠性,K9F2G08X0A是一个用于大型非易失性存储应用的最佳解决方案,例如固态文件存储和其他用 于非易失性要求的便携式存储应用。
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