《单片机小白转嵌入式Linux学习记录,基于S3C2440----目录》
NOR Flash 原理及硬件操作
NOR Flash 是内存类接口,可以像读内存一样读,但不能像内存一样写数据。
写数据需要发送对应的解锁指令才能进行操作,写的时候必须保证当前地址是0xff,每次写都是以16位数据为一次操作进行。
如果要写的地址不为空,需要擦除,擦除是以块为单位进行的操作
相同区域内的块大小相同,NOR flash 内有不同的区域。具体要看芯片手册 或 CFI 接口读取。
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uboot 体验 NOR Flash的读写擦除
1.先烧写uboot到NOR Flash , 并设置为NOR 启动
uboot启动时按空格进入uboot,然后输入q 进入命令模式
md.b 0 40 从0地址开始读取64字节数据
mw.w 0 1234 往0地址写入0x1234 0地址为NOR Flash的地址
md.b 0 40 从0地址开始读取64字节数据
md.b 30000000 40 从0x30000000地址开始读取64字节数据
mw.w 30000000 1234 往0x30000000地址写入0x1234 0x30000000 地址为 SDRAM的地址
md.b 30000000 40 从0x30000000地址开始读取64字节数据
对比发现,NOR可以像内存一样“读”,但不可以像内存一样“写”入。
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2. 读取NOR Flash ID:
参考资料:MX29LV160DBTI-70G(NOR FLASH).pdf
NOR Flash 指令操作方式:
解锁->发送操作指令->进行相关操作->退出
芯片手册 P20
Addr Data word
0x555 0xAA //解锁
0x2AA 0x55
0x555 0x90 //读ID命令
X00 //从X00读取厂商ID
X01 //从X01读取设备ID
XXX 0xF0 //任意地址写入0xF0 复位退出 解锁模式
注意事项:
a. 操作过程中解锁,读ID 这些操作的Addr 对应的是NOR Flash的看到的地址 由于CPU是16bit访问,CPU地址线与NOR Flash的地址线相错1位,所以我们要左移一位。
b. 对扇区的擦除,烧写,对应的Addr是内存地址(CPU看到的地址),所以发出的Addr不变。
所以我们正确的读ID方式是:
往地址AAAH写AAH mw.w aaa aa 0x555<<1 = 0xAAA 下同
往地址554写55H mw.w 554 55
往地址AAAH写90H mw.w aaa 90
读0地址得到厂家ID: C2H md.w 0 1
读2地址得到设备ID: 22DAH或225BH md.w 2 1
退出读ID状态: mw.w 0 f0
3. NOR有两种规范, jedec, cfi(common flash interface)
参考资料:CFI publication 100
https://wenku.baidu.com/view/cd1c1e22482fb4daa58d4b42.html
CFI 命令查看芯片手册 P27
进入CFI模式 往AAH写入98H mw.w AA 98
读数据: 读20H得到0051 md.w 20 1
读22H得到0052 md.w 22 1
读24H得到0059 md.w 24 1
读4EH得到0015 md.w 4E 1 2^21=2MB
读58H得到0004 md.w 58 1 说明有4个区域 Number of erase regions within device 说明:每个区域内的BANK块大小相等
//区域1
读5AH得到0000 md.w 5A 1 //获取区域1 的块个数 0x0000+1=1 BANk 低位在低地址(读出的16bit数据低8位有效)
读5CH得到0000 md.w 5C 1
读5EH得到0040 md.w 5E 1 //每个BANk的容量 0x0040 = 64*256 = 16k
读60H得到0000 md.w 60 1
....
//区域4
读72H得到001E md.w 72 1 //获取区域4 的块个数 0x001E+1=31 BANk 低位在低地址
读74H得到0000 md.w 74 1
读76H得到0000 md.w 76 1 //每个BANk的容量 0x0100 = 256*256 = 64k 低位在低地址(读出的16bit数据低8位有效)
读78H得到0001 md.w 78 1
退出CFI模式 mw.w 0 f0
4. 写数据
写数据操作步骤:解锁->发出写数据指令->写数据->复位
写入的数据必须是以16bit;且起始地址必须是偶数16bit对齐,否则重启。
往地址AAAH写AAH mw.w aaa aa 解锁
往地址554H写55H mw.w 554 55
往地址AAAH写A0H mw.w aaa a0 写数据指令
往地址0x100000写1234h mw.w 100000 1234 写数据 写数据 16bit对齐 当一个地址的数据不是0xFF 时需要重新擦除才能再写
5. 数据擦除
擦除操作步骤:解锁->发出擦除指令->解锁->发出扇区地址->启动擦除
mw.w aaa aa
mw.w 554 55
mw.w aaa 80
mw.w aaa aa
mw.w 554 55
mw.w 100000 30
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C 程序编写
写之前需要修改Makefile文件,添加编译选项 -march=armv4 ,否则对NOR的一些操作指令会被拆分成两条,导致访问出错。
%.o : %.c
arm-linux-gcc -march=armv4 -c -o $@ $<
%.o : %.S
arm-linux-gcc -march=armv4 -c -o $@ $<
擦除块时,发出的地址只要在某一个块的范围内就可以。
对于nor flash 启动, 由于中断向量表是存在于NOR flash 的起始地址部分, 而对nor flash 进行解锁操作寄存器时,cpu 操作对应的 nor flash 地址段是访问不到的,导致出错! 所以在对nor flash 进行解锁操作编程时,应当关闭所有中断。
#include "norflash.h"
#include "my_printf.h"
#include "string_utils.h"
#define NOR_FLASH_BASE 0 /* jz2440, nor-->cs0, base addr = 0 */
/* Nor 初始化 */
void norflash_init(void)
{
BANKCON0 = 0x0500; //Tacc 0b101 80ns>70ns 访问时钟
}
/*
* 操作 nor flash 内部寄存器地址对应的是 nor flash 芯片上对应的地址线 bit0 - bit15 而不是 CPU的 地址线
* 而我们只能通过CPU的地址线来访问,由于物理接线是 CPU -> bit1 == nor flash -> bit0 详看原理图
* 所以我们需要 (offset << 1) 这是访问的才是 nor flash 内部 寄存器
*
* 当我们要读写擦除数据时,对应的是CPU的地址线,不用左移,由于我们调用的是一个字函数,所以CPU地址需要右移一位,抵消子函数中的左移
*/
void nor_write_word(unsigned int base, unsigned int offset, unsigned int val)
{
volatile unsigned short *p = (volatile unsigned short *)(base + (offset << 1));
*p = val;
}
/* offset是基于NOR的角度看到 */
void nor_cmd(unsigned int offset, unsigned int cmd)
{
nor_write_word(NOR_FLASH_BASE, offset, cmd);
}
unsigned int nor_read_word(unsigned int base, unsigned int offset)
{
volatile unsigned short *p = (volatile unsigned short *)(base + (offset << 1));
return *p;
}
unsigned int nor_dat(unsigned int offset)
{
return nor_read_word(NOR_FLASH_BASE, offset);
}
void wait_ready(unsigned int addr)
{
unsigned int val;
unsigned int pre;
pre = nor_dat(addr>>1);
val = nor_dat(addr>>1);
while ((val & (1<<6)) != (pre & (1<<6)))
{
pre = val;
val = nor_dat(addr>>1);
}
}
/* 进入NOR FLASH的CFI模式
* 读取各类信息
*/
void do_scan_nor_flash(void)
{
char str[4];
unsigned int size;
int regions, i;
int region_info_base;
int block_addr, blocks, block_size, j;
int cnt;
int vendor, device;
/* 打印厂家ID、设备ID */
nor_cmd(0x555, 0xaa); /* 解锁 */
nor_cmd(0x2aa, 0x55);
nor_cmd(0x555, 0x90); /* read id */
vendor = nor_dat(0);
device = nor_dat(1);
nor_cmd(0, 0xf0); /* reset */
nor_cmd(0x55, 0x98); /* 进入cfi模式 */
str[0] = nor_dat(0x10);
str[1] = nor_dat(0x11);
str[2] = nor_dat(0x12);
str[3] = '\0';
printf("str = %s\n\r", str);
/* 打印容量 */
size = 1<<(nor_dat(0x27));
printf("vendor id = 0x%x, device id = 0x%x, nor size = 0x%x, %dM\n\r", vendor, device, size, size/(1024*1024));
/* 打印各个扇区的起始地址 */
/* 名词解释:
* erase block region : 里面含有1个或多个block, 它们的大小一样
* 一个nor flash含有1个或多个region
* 一个region含有1个或多个block(扇区)
* Erase block region information:
* 前2字节+1 : 表示该region有多少个block
* 后2字节*256 : 表示block的大小
*/
regions = nor_dat(0x2c);
region_info_base = 0x2d;
block_addr = 0;
printf("Block/Sector start Address:\n\r");
cnt = 0;
for (i = 0; i < regions; i++)
{
blocks = 1 + nor_dat(region_info_base) + (nor_dat(region_info_base+1)<<8);
block_size = 256 * (nor_dat(region_info_base+2) + (nor_dat(region_info_base+3)<<8));
region_info_base += 4;
// printf("\n\rregion %d, blocks = %d, block_size = 0x%x, block_addr = 0x%x\n\r", i, blocks, block_size, block_addr);
for (j = 0; j < blocks; j++)
{
/* 打印每个block的起始地址 */
//printf("0x%08x ", block_addr);
printHex(block_addr);
putchar(' ');
cnt++;
block_addr += block_size;
if (cnt % 5 == 0)
printf("\n\r");
}
}
printf("\n\r");
/* 退出CFI模式 */
nor_cmd(0, 0xf0);
}
void do_erase_nor_flash(void)
{
unsigned int addr;
/* 获得地址 */
printf("Enter the address of sector to erase: ");
addr = get_uint();
printf("erasing ...\n\r");
nor_cmd(0x555, 0xaa); /* 解锁 */
nor_cmd(0x2aa, 0x55);
nor_cmd(0x555, 0x80); /* erase sector */
nor_cmd(0x555, 0xaa); /* 解锁 */
nor_cmd(0x2aa, 0x55);
nor_cmd(addr>>1, 0x30); /* 发出扇区地址 */
wait_ready(addr);
}
void do_write_nor_flash(void)
{
unsigned int addr;
unsigned char str[100];
int i, j;
unsigned int val;
/* 获得地址 */
printf("Enter the address of sector to write: ");
addr = get_uint();
printf("Enter the string to write: ");
gets(str);
printf("writing ...\n\r");
/* str[0],str[1]==>16bit
* str[2],str[3]==>16bit
*/
i = 0;
j = 1;
while (str[i] && str[j])
{
val = str[i] + (str[j]<<8);
/* 烧写 */
nor_cmd(0x555, 0xaa); /* 解锁 */
nor_cmd(0x2aa, 0x55);
nor_cmd(0x555, 0xa0); /* program */
nor_cmd(addr>>1, val);
/* 等待烧写完成 : 读数据, Q6无变化时表示结束 */
wait_ready(addr);
i += 2;
j += 2;
addr += 2;
}
val = str[i];
/* 烧写 */
nor_cmd(0x555, 0xaa); /* 解锁 */
nor_cmd(0x2aa, 0x55);
nor_cmd(0x555, 0xa0); /* program */
nor_cmd(addr>>1, val);
/* 等待烧写完成 : 读数据, Q6无变化时表示结束 */
wait_ready(addr);
}
void do_read_nor_flash(void)
{
unsigned int addr;
volatile unsigned char *p;
int i, j;
unsigned char c;
unsigned char str[16];
/* 获得地址 */
printf("Enter the address to read: ");
addr = get_uint();
p = (volatile unsigned char *)addr;
printf("Data : \n\r");
/* 长度固定为64 */
for (i = 0; i < 4; i++)
{
/* 每行打印16个数据 */
for (j = 0; j < 16; j++)
{
/* 先打印数值 */
c = *p++;
str[j] = c;
printf("%02x ", c);
}
printf(" ; ");
for (j = 0; j < 16; j++)
{
/* 后打印字符 */
if (str[j] < 0x20 || str[j] > 0x7e) /* 不可视字符 */
putchar('.');
else
putchar(str[j]);
}
printf("\n\r");
}
}
void nor_flash_test(void)
{
char c;
while (1)
{
/* 打印菜单, 供我们选择测试内容 */
printf("[s] Scan nor flash\n\r");
printf("[e] Erase nor flash\n\r");
printf("[w] Write nor flash\n\r");
printf("[r] Read nor flash\n\r");
printf("[q] quit\n\r");
printf("Enter selection: ");
c = getchar();
printf("%c\n\r", c);
/* 测试内容:
* 1. 识别nor flash
* 2. 擦除nor flash某个扇区
* 3. 编写某个地址
* 4. 读某个地址
*/
switch (c)
{
case 'q':
case 'Q':
return;
break;
case 's':
case 'S':
do_scan_nor_flash();
break;
case 'e':
case 'E':
do_erase_nor_flash();
break;
case 'w':
case 'W':
do_write_nor_flash();
break;
case 'r':
case 'R':
do_read_nor_flash();
break;
default:
break;
}
}
}
最近编辑记录 xinxiaoci (2018-06-03 16:52:33)
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这种并行NOR FLASH已经是过去式了,新的SOC基本已经绝迹了,现在都是 spi/qspi flash(nor, nand)
比如w25q128/256, mx25l128/256等.
嗯嗯,谢谢晕哥提醒,以后知道该侧重哪些地方了
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