1.首先需要知道Nand的基础知识

  从Nand的芯片手册可以获得

  我使用的芯片手册是 K9F2G08

  首先从芯片手册的名称可以获得信息:

  K9F:三星

  2G   : 2Gb (256MB)

  08    : 8位数据线

  下面列出芯片手册中对编程有用的部分

  上面这张图就是Nand存储颗粒的排列方式,

  对Nand存储单元的管理方式如下:

  Nand的存储单元和DDR一样按照字节编址,但是读写和擦除的最小单位不同。

  Page是最小的读写单位

  Block是最小的擦除单位

  Page Register 之后的 64 Bytes 为带外数据区,用于 ECC 校验 和 坏块管理。

  ECC 校验:由于Nand的物理性质导致可能发生位反转,即存的是1,却自动翻转成0,所以为了防止位反转的危害,数据写入时,会计算出ECC校验,存入带外区,将来读数据时,需要再次计算ECC校验,并对比带外区中的校验。

  坏块管理:Nand的块可能坏掉,对于坏块的处理是标记为坏块,不再使用,标记坏块就需要确定坏块,确定的方法是:擦除块(Nand擦除后,所以数据成1),然后读出,比较数据是否每一位都为1,如果不是就标记为坏块。(这通常由文件系统处理)。

  上面这张图进行对Nand传地址,

  首先由于我这个芯片只有8根数据线(注意Nand的数据线负责传输:数据、地址、命令),所以地址信息分为5个周期传输,

  前两个周期为 Col ,后3个为Row,

  注意,由于Nand读写擦除都是以Page对齐的,所以Col其实都为0。

  这张图是命令,也是编程。

  这时需要了解 SoC和Nand之间是怎么通信的。

  如下

  CPU通过控制 SFR 控制 Nand控制器, Nand控制器按照时序与Nand芯片上的主控IC进行通信,

  Nand芯片上的主控IC根据Nand控制器传来的命令等数据直接操作存储单元。

 

  为什么CPU不直接操作Nand上的控制电路呢?

  理论上是可以的,单片机上就是这么做的,但是太复杂,比如CPU需要完成这样的时序操作。

   CLE、CE。。。这些是什么呢?

  查看原理图可以晓得

  原理图告诉我们,数据线有 I/O0-7一共8根,其他几乎都是时序线(有上滑线的表示低电压有效)。

  所以结合上面的时序图,我们晓得了,时序控制就是按照时序拉高拉低这些时序线,显然这是否困难。

  

  所以Nand控制器出现,Nand控制器的工作就是完成这些时序控制,SoC就只需要控制Nand控制器的SFR。

  既然Nand控制器这么厉害,那他的逻辑结构是什么样的呢?

  由于Nand控制器是SoC上的,所以在SoC的数据手册可以找到。

  可以控制器工作在 HCLK,并且带有硬件实现的 ECC 模块,我们通过控制SFR,使用 ECC 和 Control & State Machine。

  

  下面就是使用Nand控制器后,与Nand主控IC进行通信的流程

  如何实现这些流程呢?按照前面的分析就是设置Nand控制器的SFR

// 从sdram中写数据到nand
int copy_sdram_to_nand(unsigned char *sdram_addr, unsigned long nand_addr, unsigned long length)
{
    unsigned ;

    // 1. 发出片选信号
    nand_select_chip();

    // 2. 从sdram读数据到nand,第一周期发命令0x80,第二周期发地址nand_addr,第三个周期写一页(2k)数据,第四周期发0x10
    while(length)
    {
        nand_send_cmd(NAND_CMD_WRITE_PAGE_1st);
        nand_send_addr(nand_addr);
        // 列地址,即页内地址
        unsigned long col = nand_addr % NAND_PAGE_SIZE;
        i = col;
        // 写一页数据,每次拷1byte,共拷2048次(2k),直到长度为length的数据拷贝完毕
        ; i++,length--)
        {
            nand_write8(*sdram_addr);
            sdram_addr++;
            nand_addr++;
        }
        rNFSTAT = (rNFSTAT)|(<<);
        nand_send_cmd(NAND_CMD_WRITE_PAGE_2st);
        nand_wait_idle();
    }
    // 3. 读状态
    unsigned char status = nand_read_status();
     )
    {
        // 取消片选信号
        nand_deselect_chip();
        printf("copy sdram to nand fail\r\n");
        ;
    }
    else
    {
        nand_deselect_chip();
        ;
    }
}

  这样就知道了Nand的编程和相关的基础知识。

  接下来要做的就是结合芯片手册的工作流程和SoC手册的寄存器解释理解源码。

  当然还需要结合Nand的基础知识理解源码的有些操作,

  如:

  每次发送数据后,都需要短暂的等待,以保证Nand主控IC完成操作。

  对于Nand进行读写操作的地址应该Page对齐,擦除操作的地址应该Block对齐。

  Nand操作前后需要先选片,后释放。

  每次长时间的操作,如写Nand后,需要轮询的读状态寄存器,确定Nand主控IC已经完成写操作。

  对于写操作,写之前需要擦除。

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