“第016课 Nand Flash”的版本间的差异

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上节课我们讲解了NAND FLASH的初始化，这节课我们来讲解读取NAND FLASH的ID,
 
上节课我们讲解了NAND FLASH的初始化，这节课我们来讲解读取NAND FLASH的ID,
 
我们可以参考NAND FLASHh的芯片手册，如下图所示：（NAND FLASH读操作时序图）
 
我们可以参考NAND FLASHh的芯片手册，如下图所示：（NAND FLASH读操作时序图）
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我们一般先操作片选使能，只有片选使能之后才能进行后边的操作，片选是能代码如下：
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<syntaxhighlight lang="c" >
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void nand_select(void)
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{
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/*使能片选*/
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NFCONT &=~(1<<1);
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}
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</syntaxhighlight>
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有使能片选，一定有禁止片选，禁止片选的代码如下：
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<syntaxhighlight lang="c" >
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void nand_deselect(void)
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{
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/*禁止片选*/
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NFCONT |= (1<<1);
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}
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</syntaxhighlight>
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读ID的操作时序图，如下所示
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我们按照从左往右的时间点，来分析，片选信号像一个总开关，只有使能了片选信号，后续的操作才会有意义，我们使能片选信号之后，片选引脚nCE后续一直为低电平，在前面的命令时序图中知道tCLS和tWP最小的时间参数都是12us，就表明CLE和nWE这两个信号可以同时发出，就表示要命令了，对于写什么命令，就要看数据总线上要发送的命令了，当CLE从高电平变为低电平后，表示上次的写操作已经结束了。
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对于上面复杂的时序，我们可以使用2440上的NAND FLASH控制器简化操作，只需要往NFCMMD寄存器写入要传输的命令就可以了，NAND FLASH控制器默认把上面复杂的时序发出来。
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发命令后，后面就需要发送地址了，当nWE和ALE有效的时候，表示写地址，上图中，要写入的地址是0x00，当ALE从高电平变为低电平的时候，表示写地址结束，我们可以简化为:往NFADDR寄存器中写值，NFADDR=0x00，就可以了。
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下面我们写代码：发命令的函数，和发地址的函数代码如下：
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<syntaxhighlight lang="c" >
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void nand_cmd(unsigned char cmd)
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{
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volatile int i;
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NFCCMD = cmd;
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for(i=0; i<10; i++);
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}
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void nand_addr_byte(unsigned char addr)
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{
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volatile int i;
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NFADDR = addr;
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for(i=0; i<10; i++);
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}
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</syntaxhighlight>
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接下来就可以读取数据了，数据可以直接通过读取NFDATA寄存器里面数据来获得数据，根据时序图，是读5个字节的数据，代码如下：
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<syntaxhighlight lang="c" >
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unsigned char nand_data(void)
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{
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return NFDATA;
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}
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</syntaxhighlight>
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读芯片ID之前先打开片选， 读取芯片ID函数，代码如下：
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<syntaxhighlight lang="c" >
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void nand_chip_id(void)
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{
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unsigned char buf[5]={0};
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nand_select();
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nand_cmd(0x90);
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nand_addr_byte(0x00);
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buf[0] = nand_data();
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buf[1] = nand_data();
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buf[2] = nand_data();
 +
buf[3] = nand_data();
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buf[4] = nand_data();
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nand_deselect();
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printf("maker  id  = 0x%x\n\r",buf[0]);
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printf("device  id  = 0x%x\n\r",buf[1]);
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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]);
 +
}
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</syntaxhighlight>
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下面我们再写一个打印菜单的函数，在菜单中调用读取芯片ID的函数，代码如下
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<syntaxhighlight lang="c" >
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oid nand_flash_test(void)
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{
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char c;
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while (1)
 +
{
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/* 打印菜单, 供我们选择测试内容 */
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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':
 +
break;
 +
 +
case 'w':
 +
case 'W':
 +
break;
 +
 +
case 'r':
 +
case 'R':
 +
break;
 +
default:
 +
break;
 +
}
 +
}
 +
}
 +
</syntaxhighlight>
 +
 +
在主函数中调用nand flash的初始化函数，和nand flash的测试函数。
 +
 +
<syntaxhighlight lang="c" >
 +
int main(void)
 +
{
 +
led_init();
 +
//interrupt_init();  /* 初始化中断控制器 */
 +
key_eint_init();  /* 初始化按键, 设为中断源 */
 +
//timer_init();
 +
 +
puts("\n\rg_A = ");
 +
printHex(g_A);
 +
puts("\n\r");
 +
 +
//nor_flash_test();
 +
nand_init();
 +
nand_flash_test();
 +
 +
return 0;
 +
}
 +
</syntaxhighlight>

2018年2月2日 (五) 17:52的版本

第001节_NAND_FLASH操作原理

Chapter16 lesson1 001.png

NAND FLASH原理图

NAND FLASH是一个存储芯片

那么: 这样的操作很合理"读地址A的数据，把数据B写到地址A"


问1. 原理图上NAND FLASH和S3C2440之间只有数据线，怎么传输地址？

答1．在DATA0～DATA7上既传输数据，又传输地址当ALE为高电平时传输的是地址，


那么在数据线上是不是只传输数据和只传输地址呢？

我们参考NAND FLASH的芯片手册可以知道，对NAND FLASH的操作还需要发出命令，下面有个NAND FLASH的命令表格 Chapter16 lesson1 002.png 问2. 从NAND FLASH芯片手册可知，要操作NAND FLASH需要先发出命令怎么传入命令？

答2．在DATA0～DATA7上既传输数据，又传输地址，也传输命令：

1. 当ALE为高电平时传输的是地址。

2. 当CLE为高电平时传输的是命令。

3. 当ALE和CLE都为低电平时传输的是数据。


问3. 数据线既接到NAND FLASH，也接到NOR FLASH，还接到SDRAM、DM9000等等 

    那么怎么避免干扰？

答3. 这些设备，要访问之必须"选中"，没有选中的芯片不会工作，相当于没接一样。


问4. 假设烧写NAND FLASH，把命令、地址、数据发给它之后，NAND FLASH肯定不可能瞬间完成烧写的，怎么判断烧写完成？

答4. 通过状态引脚RnB来判断：它为高电平表示就绪，它为低电平表示正忙


问5. 怎么操作NAND FLASH呢？

答5. 根据NAND FLASH的芯片手册，一般的过程是：

发出命令

发出地址

发出数据/读数据


看上面的命令表格，不容易看，我们看一下读ID的时序图， Chapter16 lesson1 003.png

每个NAND FLASH都内嵌一些ID(譬如：厂家ID，设备ID)，时序图从左往右看，纵向放是一列一列的看。

对于我们s3c2440来说，内部集成了一个NAND FLASH控制器，2440和外设连接的简易图，如下图所示 Chapter16 lesson1 004.png

NAND FLASH控制器，帮我们简化了对NAND FLASH的操作，下面来分析一下不使用NAND FLASH控制器和使用NAND FLASH控制器对外设NAND FLASH的操作。

发命令：

NAND FLASH S3C2440
选中芯片 NFCMMD=命令值
CLE设为高电平
在DATA0~DATA7上输出命令值
发出一个写脉冲

发地址：

NAND FLASH S3C2440
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：

NAND FLASH S3C2440
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 ：

NAND FLASH S3C2440
选中芯片 val=NFDATA
发出读脉冲
读DATA0~DATA7的数据


用UBOOT来体验NAND FLASH的操作：

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
退出读ID的状态 NFCMMD=0xff mw.b 0x4E000008 0xff

下图是读操作时序图 Chapter16 lesson1 005.png

对于存储为256M的NAND FLASH，需要28条地址线，来表示这个地址值，根据原理图可以，只用8根地址线，所以需要4个周期的地址，为了兼容更大容量的NAND FLASH，要发出5个周期的地址：（如下图所示） Chapter16 lesson1 006.png

2，读数据

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
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
发出地址0x00 NFADDR=0x00 mw.b 0x4E00000C 0x00
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


第002节_NandFlash时序及初始化

存储芯片的编程 NAND FLASH存储芯片编程
初始化 主控芯片的NAND FLASH控制器的初始化
识别 读取ID
读操作 一次读一个页(page)
写操作 一次写一个页(page)
擦除 一次擦除一个块(block)

NAND FLASH控制器的时序，是为了让NAND FLASH外设工作起来，假如外接不同的 NAND FLASH外设，那么它的操作时序可能就会不同，所以NAND FLASH控制器发出 的时序图，就是不一样的，所以我们根据NAND FLASH外设来设置NAND FLASH控制器， Chapter16 lesson2 001.png

NAND FLASH时序图，如下所示： Chapter16 lesson2 002.png Chapter16 lesson2 003.png Chapter16 lesson2 004.png 我们在汇编语言中已经设置HCLK为100MHZ，一个周期T = 1000/100 = 10s，通过上面三个图可以知道：TACLS的值可以为0；TWRPH0的值可以为1；TWRPH1的值可以为0。 Chapter16 lesson2 005.png 所以NFCONF寄存器设置如下： 

#define  TACLS   0
#define  TWRPH0  1
#define  TWRPH1  0
/*设置NAND FLASH的时序*/
NFCONF = (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);

到此设置NAND FLASH的时序已经设置完了，我们接着来使能，使能实在NFCONT。 Chapter16 lesson2 006.png MODE [0]: 设置为1，使能NAND FLASH。

Reg_nCE [1]: 设置为1，禁止片选。因为我们现在还没有使用。为例错误的操作。

InitECC [4]: 初始化ECC的编码器，后边要使用，我们设置为1，来初始化。

所以NFCONF寄存器设置如下： 

/*使能NAND FLASH控制器,初始化ECC，禁止片选*/
NFCONT = (1<<4) | (1<<1) | (1<<0);


第003节_NandFlash的芯片id读取

上节课我们讲解了NAND FLASH的初始化，这节课我们来讲解读取NAND FLASH的ID, 我们可以参考NAND FLASHh的芯片手册，如下图所示：（NAND FLASH读操作时序图） Chapter16 lesson3 001.png 我们一般先操作片选使能，只有片选使能之后才能进行后边的操作，片选是能代码如下： 

void nand_select(void)
{
	/*使能片选*/
	NFCONT &=~(1<<1);
}

有使能片选，一定有禁止片选，禁止片选的代码如下： 

void nand_deselect(void)
{
	/*禁止片选*/
	NFCONT |= (1<<1);
}

读ID的操作时序图，如下所示 Chapter16 lesson3 002.png 我们按照从左往右的时间点，来分析，片选信号像一个总开关，只有使能了片选信号，后续的操作才会有意义，我们使能片选信号之后，片选引脚nCE后续一直为低电平，在前面的命令时序图中知道tCLS和tWP最小的时间参数都是12us，就表明CLE和nWE这两个信号可以同时发出，就表示要命令了，对于写什么命令，就要看数据总线上要发送的命令了，当CLE从高电平变为低电平后，表示上次的写操作已经结束了。

对于上面复杂的时序，我们可以使用2440上的NAND FLASH控制器简化操作，只需要往NFCMMD寄存器写入要传输的命令就可以了，NAND FLASH控制器默认把上面复杂的时序发出来。

发命令后，后面就需要发送地址了，当nWE和ALE有效的时候，表示写地址，上图中，要写入的地址是0x00，当ALE从高电平变为低电平的时候，表示写地址结束，我们可以简化为:往NFADDR寄存器中写值，NFADDR=0x00，就可以了。

下面我们写代码：发命令的函数，和发地址的函数代码如下： 

void nand_cmd(unsigned char cmd)
{
	volatile int i;
	NFCCMD = cmd;
	for(i=0; i<10; i++);
}

void nand_addr_byte(unsigned char addr)
{
	volatile int i;
	NFADDR = addr;
	for(i=0; i<10; i++);
}

接下来就可以读取数据了，数据可以直接通过读取NFDATA寄存器里面数据来获得数据，根据时序图，是读5个字节的数据，代码如下： 

unsigned char nand_data(void)
{
	return	NFDATA;
}

读芯片ID之前先打开片选， 读取芯片ID函数，代码如下： 

void nand_chip_id(void)
{ 
	unsigned char buf[5]={0};
	
	nand_select(); 
	nand_cmd(0x90);
	nand_addr_byte(0x00);

	buf[0] = nand_data();
	buf[1] = nand_data();	
	buf[2] = nand_data();
	buf[3] = nand_data();
	buf[4] = nand_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]);
}

下面我们再写一个打印菜单的函数，在菜单中调用读取芯片ID的函数，代码如下 

oid 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':
				break;

			case 'w':
			case 'W':
				break;

			case 'r':
			case 'R':
				break;
			default:
				break;
		}
	}
}

在主函数中调用nand flash的初始化函数，和nand flash的测试函数。 

int main(void)
{
	led_init();
	//interrupt_init();  /* 初始化中断控制器 */
	key_eint_init();   /* 初始化按键, 设为中断源 */
	//timer_init();
	
	puts("\n\rg_A = ");
	printHex(g_A);
	puts("\n\r");

	//nor_flash_test();
	nand_init();
	nand_flash_test();
	
	return 0;
}
取自“http://wiki.100ask.org/index.php?title=第016课_Nand_Flash&oldid=1489”