关于NorFlash的一点总结

最近在搞Uboot时才发现自己的裸机实验中没有相关NorFlash的代码，对NorFlash一无所知，查了一些资料，将自己的一点心得总结一下。

       开发板:mini2440

       NorFlash:SST39VF1601

 

       NorFlash简单来说与sdram与Nand的中间品，它能像sdram一样直接读，但是又得像nand一样编程擦写。因此程序可以直接在nor里跑，速度要比sdram慢一些，往nor里写数据必须先擦除，因为nor的每一位只能由1变为0。Nor可读不可直接写的特性可以被用来判断是Nor启动还是nand启动，因为nand启动的话前4K是可写的，我们写入数据再读取出来应该是没有问题的，而nor启动的话，读出的数据必然是错误的。

NorFlash的硬件接线：

       首先，如果做过sdram实验的朋友应该知道，NorFlash与sdram很相似，只不过sdram位宽为32，NOR为16。在硬件连接上，Nor的地址线与cpu的地址线错开1位，sdram错开2位。简单分析一下：

       32位的CPU地址线为32位，每一个地址对应1个byte，地址的步长为1byte
               0x0000 0000 对应第1个地址空间 大小为1bytes
               0x0000 0001 对应  2           大小为1bytes
               依次类推...
               可以理解为cpu的地址类型 为 u8 * addraddr+1  移动1个字节
       32位的sdram，每一个地址对应于4个byte，地址步长为4byte
               0x0000 0000 对应第1个地址空间 大小为4bytes
               0x0000 0001 对应  2           大小为4bytes
               依次类推...
               可以理解为sdram的地址类型 为 u32 * addraddr+1  移动4个字节
       16位的nor，每一个地址对应于2个byte，地址步长为2byte
               0x0000 0000 对应第1个地址空间 大小为2bytes
               0x0000 0001 对应  2           大小为2bytes
               依次类推...
               可以理解为nor的地址类型 为 u16 * addraddr+1  移动2个字节
       因此，CPU的地址与它们的地址是错位的。
               CPU的4个连续地址 如 0 1 2 3 均对应于sdram的 0地址
               CPU的2个连续地址 如 0 1     均对应于nor  的 0地址

       假如我想取sdram 0地址的 第二个byte 地址如何写？对于sdram和nor具体的每一个byte是无法寻址的呀，但是arm有一个叫存储管理器的东西，它大概会帮我们实现单字节的读写，至于sdram和nor支不支持单字节读写，我们后边在分析。

NorFlash的软件设置：

       需要像初始化sdram一样，设置Bank寄存器，主要是一些时序图的时间大小。

       位宽在BWSCON寄存器中设置，不过它是由硬件决定的，bank0的位宽，我们拨动开关选择nor启动还是nand启动的时候，它就已经确定了。

NorFlash信息：

        我这款Nor大小为2M，32个Block,每个block分为16个sector，一个sector为4K，具体信息如下图。

NorFlash写、擦除、读芯片ID：

       Nor可以像sdram一样直接读取，对于其它的操作，例如写、擦除、读信息等需要写特定的Date到特定的Addr。

这里尤其需要注意的是，Addr指的是nor地址线上看到的地址，相对于cpu也就是我们写程序的时候，需要将addr<<1，这样cpu错位的地址线发出的地址正好对上nor需求的地址。

        对于擦除操作，nor支持按block、sector或者整片的擦除，整个擦除需要6个周期，以按sector擦除为例，前五个周期为往XXX里写XXX，最后一个周期将0X30写入要擦除的sector对应的首地址即可。

        对于写操作，需要4个周期，前3个周期往XXX里写XXX，最后一个周期将Data写入addr，这里需要注意的是addr必须是半字对齐，data也要求为16bit。

       对于读取信息的操作，主要是读ID的操作，前3个周期往XXX里写XXX，第四个周期去读特定的地址，对于DeviceID来说，A1-A19=0,A0=1，对于CPU来说就是0x1<<1.      

NorFlash的等待：
       NorFlash有三种方式，1中读硬件引脚，另外两种读地址线，主要用读地址线的两种方式。
       1、Toggle
             连续读两次相同地址的数据，看DQ6是否相等，相等则擦除或写完成
       2、polling
             读数据，看DQ7是否正确，正确则擦除完成。如果擦除的话DQ7应该等于1，写操作的话，对比数据的第7位。

还有，很重要的一点：

经过我的测试，sdram的单字节读取没有问题，但是Nor单字节读取的时候，读出的数据并不正确。比如我在0x00地址处写入了0xff11，单字节读取0x0理论上应该得到0x11，而我在实际实验的时候得到的却是0xff。也就是说nor在存储半字数据的时候高8位于低8位互换了。

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1. #include "uart.h"  
2.   
3. #define MAIN_SECT_SIZE  (4*1024)    /* 4 KB */  
4. #define CMD_UNLOCK1         0x000000AA  
5. #define CMD_UNLOCK2         0x00000055  
6. #define CMD_ERASE_SETUP     0x00000080  
7. #define CMD_ERASE_CONFIRM   0x00000030  
8. #define CMD_PROGRAM         0x000000A0  
9.   
10. #define MEM_FLASH_ADDR1     (*(volatile U16 *)(0x000005555 << 1))  
11. #define MEM_FLASH_ADDR2     (*(volatile U16 *)(0x000002AAA << 1))  
12.   
13. #define U16 unsigned short  
14. #define U32 unsigned long  
15. #define U8  unsigned char  
16. int write_hword (U32 dest, U16 data);  
17. typedef struct {  
18.     U32 size;               /* total bank size in bytes             */  
19.     U16 sector_count;       /* number of erase units                */  
20.     U32 flash_id;           /* combined device & manufacturer code  */  
21.     U32 start[512];         /* physical sector start addresses      */  
22. } flash_info_t;  
23. /*-----------------------------------------------------------------------*/  
24.   
25. void flash_id(){  
26.     MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;  
27.     MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;  
28.     MEM_FLASH_ADDR1 = 0x00000090;  
29.     print("Manufacturer ID :%x\r\n",*((U16 *)0x00));  
30.     MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;  
31.     MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;  
32.     MEM_FLASH_ADDR1 = 0x00000090;  
33.     print("Device ID :%x\r\n",*((U16 *)(0x01<<1)));  
34. }  
35. void flash_init ()      //计算总大小，每个sector的起始地址  
36. {  
37.     flash_id();  
38.     //print("flash init OK\r\n");  
39.     print("*((U32 *)0x32000000) = 0x00001100\r\n");  
40.     *((U32 *)0x32000000) = 0x00001100;  
41.     print("U8 0x32000001 == %x\r\n",*((U8 *)0x32000001));  
42.       
43.     *((U8 *)0x32000003) = 0xff;  
44.     print("*((U8 *)0x32000003) = 0xff\r\n");  
45.     print("now the U32 0x32000000 should be 0xff001100\r\n");  
46.     print("U32 0x32000000 = %x\r\n",*((U32 *)0x32000000));  
47.     print("U8  0x32000000 = %x\r\n",*((U8 *)0x32000000));  
48.     print("U8  0x32000001 = %x\r\n",*((U8 *)0x32000001));  
49.     print("U8  0x32000002 = %x\r\n",*((U8 *)0x32000002));  
50.     print("U8  0x32000003 = %x\r\n",*((U8 *)0x32000003));  
51.     if(flash_erase(0,1) == 0)  
52.         print("erase OK\r\n");  
53.   
54.     U32 a = 0x00001c15;  
55.     U16 b = 0x11ff;   
56.     write_hword(a,b);  
57.     print("*(U32 *0x00001c15) == 0x11ff\r\n");  
58.     print("U8 0x1c15 = %x\r\n",*((U8 *)0x1c15));  
59.     print("U8 0x1c16 = %x\r\n",*((U8 *)0x1c16));  
60.     print("U16 0x1c15 = %x\r\n",*((U16 *)0x1c15));  
61.       
62.     if(write_buff((1024*20),0,(7*1024)) == 0)  
63.         print("write OK\r\n");  
64.   
65. }  
66.   
67. int flash_erase (int s_first, int s_last)  
68. {  
69.     int i,j;  
70.     U32 size = 0;  
71.     flash_info_t flash_info;  
72.     for (i = 0; i < 1; i++) {      
73.         U32 flashbase = 0;  
74.         flash_info.size = 2*1024*1024;  
75.         flash_info.sector_count = 512;  
76.         flashbase = 0;  
77.           
78.         for (j = 0; j < flash_info.sector_count; j++) {  
79.                 flash_info.start[j] =  
80.                     flashbase + (j) * MAIN_SECT_SIZE;  
81.                     //print("%d   \t:%d\r\n",j,flash_info.start[j]);  
82.         }         
83.     }  
84.           
85.     int sect;  
86.     unsigned short temp;  
87.     /* Start erase on unprotected sectors */  
88.     for (sect = s_first; sect <= s_last; sect++) {  
89.         print ("Erasing sector %d ... \r\n", sect+1);         
90.         volatile U16 * addr = (volatile U16 *)(flash_info.start[sect]);  
91.         MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;  
92.         MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;  
93.         MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_ERASE_SETUP;  
94.         MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;  
95.         MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;  
96.         *addr = CMD_ERASE_CONFIRM;  
97.         print("wait\r\n");  
98.         while(1){  
99.               
100.             temp = (*addr) & 0x40;  // 0100 0000   DQ6  
101.             if(temp != (*addr) & 0x40)  //DQ6  
102.                 continue;  
103.             if(*addr & 0x80)        //dq7 ==1  
104.                 break;  
105.         }  
106.     }  
107.     return 0;  
108. }  
109.   
110. //写16位数据，地址应该是16位对齐的。  
111. int write_hword (U32 dest, U16 data)  
112. {  
113.     //print("now to write %d\r\n",dest);  
114.     int rc;   
115.     volatile U16 *addr = (volatile U16 *)dest;  
116.     U16 result;  
117.   
118.     //Check if Flash is (sufficiently) erased  
119.     result = *addr;  
120.     if ((result & data) != data)  
121.         return 1;  
122.   
123.     MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;  
124.     MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;  
125.     MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_PROGRAM;  
126.   
127.     *addr = data;  
128.     while(1){  
129.     unsigned short i = *addr & 0x40;  
130.     if(i != (*addr & 0x40))   //D6 == D6  
131.         continue;  
132.         if((*addr & 0x80) == (data & 0x80)){  
133.             rc = 0;  
134.             break;     //D7 == D7  
135.         }  
136.     }  
137.     //print("write %d OK\r\n",dest);  
138.     return rc;  
139. }  
140.   
141. int write_buff (U32 src, U32 addr, U32 len)  
142. {  
143.     int rc;  
144.     U16 data;   //16Bit?  
145.     if(addr % 2){  
146.         print("addr is not for 16bit align\n");  
147.         return 1;  
148.     }  
149.     while (len >= 2) {  
150.         data = *((volatile U16 *) src);  
151.         if ((rc = write_hword (addr, data)) != 0) {  
152.             return (rc);  
153.         }  
154.         src += 2;  
155.         addr += 2;  
156.         len -= 2;  
157.     }  
158.     return 0;  
159. }  

注：转载自http://blog.youkuaiyun.com/lizuobin2/article/details/50381791