《单片机小白转嵌入式Linux学习记录,基于S3C2440----目录》
NAND Flash : K9F2G08U0C
- Memory Cell Array : (256M + 8M) x 8bit
- Data Register : (2K + 64) x 8bit
• Automatic Program and Erase
- Page Program : (2K + 64)Byte
- Block Erase : (128K + 4K)Byte
• Page Read Operation
- Page Size : (2K + 64)Byte
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NAND Flash 引脚说明 K9F2G08U0C.pdf P8 P22
CE 片选 低电平选中芯片 空闲为高电平-> 未选中
I/O 0~7 数据输入输出引脚 接CPU的数据线 LDATA0~7
R/B 就绪/忙碌状态 READY/BUSY OUTPUT 空闲为高电平->就绪
CLE 命令使能 高电平 I/O 0~7 上放置的是命令 空闲为低电平
ALE 地址使能 高电平高电平 I/O 0~7 上放置的是地址 空闲为低电平
WE 写使能 低电平有效,低到高跳边沿将I/O 0~7 上的数据锁存
RE 读使能 低电平有效,高到低跳变通知NAND放置数据,低到高跳变,通知NAND数据读取完毕
CLE 为高 数据线上放置的是命令
ALE 为高 数据线上放置的是地址
CLE、ALE 都为低 数据线上放置的是数据。
具体请看时序图
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根据NAND FLASH的芯片手册时序图,NAND Flash一般的操作过程:
发出命令
发出地址
发出数据/读数据
NAND FLASH S3C2440
发命令 选中芯片
CLE设为高电平 NFCMMD=命令值
在DATA0~DATA7上输出命令值
发出一个写脉冲
发地址 选中芯片 NFADDR=地址值
ALE设为高电平
在DATA0~DATA7上输出地址值
发出一个写脉冲
发数据 选中芯片 NFDATA=数据值
ALE,CLE设为低电平
在DATA0~DATA7上输出数据值
发出一个写脉冲
读数据 选中芯片 val=NFDATA
发出读脉冲
读DATA0~DATA7的数据
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s3c2440 NAND 控制器 部分寄存器
NFCONF 0x4E000000 :配置寄存器 访问时序周期
NFCONT 0x4E000004 :bit0 = 1 使能NAND 控制器 bit1 = 0 片选引脚
NFCMMD 0x4E000008 :命令寄存器 发送指令
NFADDR 0x4E00000C :地址寄存器 发送地址
NFDATA 0x4E000010 :数据寄存器 读/写数据
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通过u-boot体验 NAND Flash 操作
1. 读ID
S3C2440 u-boot
选中 NFCONT的bit1设为0 md.l 0x4E000004 1; mw.l 0x4E000004 1
发出命令0x90 NFCMMD=0x90 mw.b 0x4E000008 0x90
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
读数据得到0xEC val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
读数据得到device code val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
0xda
退出读ID的状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff
2. 读内容: 读0地址的数据
使用UBOOT命令:
nand dump [addr] 最少读取1页 page
使用寄存器读取
S3C2440 u-boot
选中 NFCONT的bit1设为0 md.l 0x4E000004 1; mw.l 0x4E000004 1
发出命令0x00 NFCMMD=0x00 mw.b 0x4E000008 0x00
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00 // 列地址 低8位
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00 // 列地址 高8位
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00 // 行地址 低8位
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00 // 行地址 中间8位
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00 // 行地址 高8位
发出命令0x30 NFCMMD=0x30 mw.b 0x4E000008 0x30
读数据得到0x17 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
读数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
读数据得到0x00 val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
读数据得到0xea val=NFDATA md.b 0x4E000010 1
退出读状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff
3. 代码
#include "s3c2440.h"
#include "my_printf.h"
void nand_init(void)
{
/*设置NAND FLASH的时序*/
NFCONF = (0<<12) | (1<<8) | (0<<4);
/*使能NAND FLASH控制器,初始化ECC,禁止片选*/
NFCONT = (1<<4) | (1<<1) | (1<<0);
}
/* 读状态 */
void read_state(void)
{
while (!(NFSTAT & 1));
}
/*使能片选*/
void nand_select(void)
{
NFCONT &=~(1<<1);
}
/*禁止片选*/
void nand_deselect(void)
{
NFCONT |= (1<<1);
}
/* 发命令 */
void nand_cmd(unsigned char cmd)
{
volatile int i;
NFCMMD = cmd;
for(i=0; i<10; i++);
//read_state();
}
/* 发送地址 */
void nand_addr_byte(unsigned char addr)
{
volatile int i;
NFADDR = addr;
for(i=0; i<10; i++);
//read_state();
}
/* 读数据 */
unsigned char nand_read_data(void)
{
return NFDATA;
}
/* 写数据 */
void nand_write_data(unsigned char val)
{
NFDATA = val;
}
void nand_chip_id(void)
{
unsigned char buf[5]={0};
nand_select();
nand_cmd(0x90);
nand_addr_byte(0x00);
buf[0] = nand_read_data();
buf[1] = nand_read_data();
buf[2] = nand_read_data();
buf[3] = nand_read_data();
buf[4] = nand_read_data();
nand_deselect();
printf("maker id = 0x%x\n\r",buf[0]);
printf("device id = 0x%x\n\r",buf[1]);
printf("3rd byte = 0x%x\n\r",buf[2]);
printf("4th byte = 0x%x\n\r",buf[3]);
printf("page size = %d kb\n\r",1 << (buf[3] & 0x03));
printf("block size = %d kb\n\r",64 << ((buf[3] >> 4) & 0x03));
printf("5th byte = 0x%x\n\r",buf[4]);
}
void nand_read(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len)
{
int i = 0;
int page = addr / 2048; // 行/页
int col = addr & (2048 - 1); // 列地址
nand_select();
while (i < len)
{
/* 发出00h命令 */
nand_cmd(00);
/* 发出地址 */
/* col addr */
nand_addr_byte(col & 0xff);
nand_addr_byte((col>>8) & 0xff);
/* row/page addr */
nand_addr_byte(page & 0xff);
nand_addr_byte((page>>8) & 0xff);
nand_addr_byte((page>>16) & 0xff);
/* 发出30h命令 */
nand_cmd(0x30);
/* 等待就绪 */
read_state();
/* 读数据 */
for (; (col < 2048) && (i < len); col++)
{
buf[i++] = nand_read_data();
}
if (i == len)
break;
col = 0;
page++;
}
nand_deselect();
}
int nand_erase(unsigned int addr, unsigned int len)
{
int page = addr / 2048;
if (addr & (0x1FFFF))
{
printf("nand_erase err, addr is not block align\n\r");
return -1;
}
if (len & (0x1FFFF))
{
printf("nand_erase err, len is not block align\n\r");
return -1;
}
nand_select();
while (1)
{
page = addr / 2048;
nand_cmd(0x60);
/* row/page addr */
nand_addr_byte(page & 0xff);
nand_addr_byte((page>>8) & 0xff);
nand_addr_byte((page>>16) & 0xff);
nand_cmd(0xD0);
read_state();
len -= (128*1024);
if (len == 0)
break;
addr += (128*1024);
}
nand_deselect();
return 0;
}
void nand_write(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len)
{
int page = addr / 2048;
int col = addr & (2048 - 1);
int i = 0;
nand_select();
while (1)
{
nand_cmd(0x80);
/* 发出地址 */
/* col addr */
nand_addr_byte(col & 0xff);
nand_addr_byte((col>>8) & 0xff);
/* row/page addr */
nand_addr_byte(page & 0xff);
nand_addr_byte((page>>8) & 0xff);
nand_addr_byte((page>>16) & 0xff);
/* 发出数据 */
for (; (col < 2048) && (i < len); )
{
nand_write_data(buf[i++]);
}
nand_cmd(0x10);
read_state();
if (i == len)
break;
else
{
/* 开始下一个循环page */
col = 0;
page++;
}
}
nand_deselect();
}
void do_read_nand_flash(void)
{
unsigned int addr;
volatile unsigned char *p;
int i, j;
unsigned char c;
unsigned char str[16];
unsigned char buf[64];
/* 获得地址 */
printf("Enter the address to read: ");
addr = get_uint();
nand_read(addr, buf, 64);
p = (volatile unsigned char *)buf;
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 do_erase_nand_flash(void)
{
unsigned int addr;
/* 获得地址 */
printf("Enter the address of sector to erase: ");
addr = get_uint();
printf("erasing ...\n\r");
nand_erase(addr, 128*1024);
}
void do_write_nand_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");
nand_write(addr, str, strlen(str)+1);
}
void nand_flash_test(void)
{
char c;
while (1)
{
/* 打印菜单, 供我们选择测试内容 */
printf("[s] Scan nand flash\n\r");
printf("[e] Erase nand flash\n\r");
printf("[w] Write nand flash\n\r");
printf("[r] Read nand 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nand flash
* 2. 擦除nand 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':
nand_chip_id();
break;
case 'e':
case 'E':
do_erase_nand_flash();
break;
case 'w':
case 'W':
do_write_nand_flash();
break;
case 'r':
case 'R':
do_read_nand_flash();
break;
default:
break;
}
}
}
4. 设置NAND启动注意事项
NAND 启动时会把代码的前4k拷贝至内部4k RAM 运行,如果编译的代码大于4k 我们需要把NAND代码搬运至 外部SDRAM 运行。
如果重定位前一个调用函数的代码段不在4k以内,调用时不要用bl 调用。bl是 相对跳转指令,能调用正负32M的范围,但如果函数
所在的代码段地址超过4k 范围,此时代码将不在内部 4k RAM 中,bl 跳转将指向一个不存在或不正确的地址。所用我们的正确做法是移
动pc至SDRAM中去执行从NAND拷贝过去的代码。
将NAND代码搬运至 SDRAM执行,支持nor flash 和 nand flash 启动
#include "nand_flash.h"
/* 判断启动方式 */
int isBootFromNorFlash(void)
{
volatile unsigned int *p = (volatile unsigned int *)0;
unsigned int val = *p;
*p = 0x12345678;
if (*p == 0x12345678)
{
/* 写成功, 对应nand启动 */
*p = val;
return 0;
}
else
{
return 1;
}
}
/* 根据不同的启动方式,从不同的位置拷贝代码到SDRAM */
void copy2sdram(void)
{
/* 要从lds文件中获得 __code_start, __bss_start
* 然后从0地址把数据复制到__code_start
*/
extern int __code_start, __bss_start;
volatile unsigned int *dest = (volatile unsigned int *)&__code_start;
volatile unsigned int *end = (volatile unsigned int *)&__bss_start;
volatile unsigned int *src = (volatile unsigned int *)0;
int len;
len = ((int)&__bss_start) - ((int)&__code_start);
if (isBootFromNorFlash())
{
while (dest < end)
{
*dest++ = *src++;
}
}
else
{
nand_init();
nand_read(src, dest, len);
}
}
/* 清除.bss段 */
void clean_bss(void)
{
/* 要从lds文件中获得 __bss_start, _end
*/
extern int _end, __bss_start;
volatile unsigned int *start = (volatile unsigned int *)&__bss_start;
volatile unsigned int *end = (volatile unsigned int *)&_end;
while (start <= end)
{
*start++ = 0;
}
}
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扩展知识
ECC: Error Checking and Correction
OOB: out of band
BBT: bad block table
https://blog.csdn.net/seasonyrq/article/details/51510965
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