jz2440 nand flash

1: flash 的介绍

常用的flash有nor  flash和nand  flash两种。主要区别：由于norflash的接口与ram完全相同，所以程序可以直接在norflash上运行，无需把程序拷贝到内存中运行，nand flash 要把程序拷贝到内存中运行。norflash的读操作效率非常高，但是擦擦和写的效率非常的低。另外norflash的存储空间一般很小。nandflash的擦除和写的效率非常高。一般而言，norflash 用于程序存储，nandflash用于数据存储。

对于flash 存储器件要考虑3点。1：位反转，2：坏块， 3： 可擦除次数。

2：nandflash的物理结构

flash 引脚

I/O0~I/O7 数据输入和数据输出。从地址和数据都用IO口来传递。

CLE ：命令锁使能，高电平有效，当CLE为高电平时，IO口传输的是命令

ALE : 地址使能， 高电平有效，当ALE为高电平时， IO口传输的是地址

当CLE和ALE都为低电平时候传输的是DATA

CE : 当CE为低电平时，片选使能

RE：读使能，低电平有效

wE: 写使能，低电平有效

WP: 写保护，低电平有效

R/B# ：就绪/输出忙信号

VCC： 电源

VSS: 接地

NC: 不接

nand flash 存储单元结构图：

1：如图所示一页中main区的容量512B，16表示spare区容量（用于读写数据操作的时候存放校验码）

2：每个块里包含很多页，老的flash页的大小是256M， 512M，这类称作small block, 地址周期只有4个。常见的nand flash页的大小正常是2K，这成为big  block, 地址周期有5个。这个芯片每页512M属于小页

3：芯片写操作是以页为单位的，擦除是以块为单位的。nand flash 擦除就是把数据全变为1

4：由于nandflash 无法像norflash直接运行程序，所以一般用nandflash作为存储芯片的时候一般会在内部集成4K的ram.在启动的时候硬件会自动从nandflash 拷贝4K的空间到ram上，然后在ram上从0地址开始运行，再把NANDFLASH的程序拷贝到内存中去运行。

nand flash和2410或者2440的连接图如下：

具体引脚的含义上面已经描述过在此就不在赘述。

nand flash控制器介绍：

CPU访问nand flash时候，需要先发出命令，然后再发出地址，最后才是数据的读写。这一系列的过程需要各个使能信号来分辨是命令还是地址还是数据.nand flash提供了NFCONF, NFCMD,NFADDR,NFDATA,NFSTAT,NFECC等6个寄存器。

代码分析：

 由图中可以知道TACLS = TCLS - TWP  = 15 - 15 = 0

 根据寄存器中描述的计算公式：Duration =  HCLK x TACLS =>  0ns = 10ns x TACLS  => TACLS = 0

TWRPH0 的时间是 twp ，查 时间表 得到 15ns 

    根据寄存器中描述的计算公式：Duration =  HCLK x ( TWRPH0 + 1 )  =>  15ns = 10ns x (TWRPH0 + 1)  => TWRPH0 = 0.5 ,由于他的取值范围是 (0~7) ,并且，时间表中的时间是最小能识别的时间，那我们取TWRPH0 = 1

TWRPH1 的时间是 tclh = 5ns

    根据寄存器中描述的计算公式：Duration =  HCLK x ( TWRPH1 + 1 ) => 5ns = 10ns x (TWRPH1 + 1) => TWRPH1 = 0 即能满足

nand flash的初始化：
void nand_init(void)
{
   #define TACLS 0
   #define TWRPH0  3
   #define TWRPH1  0
    NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4);  //设置时序
    NFCONT = (1<<4)|(1<<1)|(1<<0);   //使能nand flash控制器，初始化ECC,禁止片选
  }

void nand_select_chip(void)
{
     int i;
     NFCONT &= ~(1<<1);    //片选使能
    for(i=0; i<10; i++); 

}
void write_cmd(int cmd)
{
   unsigned long *p = (unsigned long *)NFCMD; 
   *p = cmd;  //写命令
}

/* 等待NAND Flash就绪 */
 void wait_idle(void)
{
    int i;
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)NFSTAT;
    while(!(*p & BUSY))
        for(i=0; i<10; i++);
}


/* 取消片选信号 */
nand_deselect_chip(void)
{
    NFCONT |= (1<<1);
}

//读取数据
unsigned char read_data(void)
{
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)NFDATA;
    return *p;
}


/* 发出地址 */
 void write_addr(unsigned int addr)
{
    int i;
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)NFADDR;
    
    *p = addr & 0xff;
    for(i=0; i<10; i++);
    *p = (addr >> 9) & 0xff;
    for(i=0; i<10; i++);
    *p = (addr >> 17) & 0xff;
    for(i=0; i<10; i++);
    *p = (addr >> 25) & 0xff;
    for(i=0; i<10; i++);
}