NorFlash

一、NorFlash概述

1、NorFlash

　　Intel于1988年首先开发出NOR Flash 技术，彻底改变了原先由EPROM(Erasable Programmable Read-Only-Memory电可编程序只读存储器)和EEPROM(电可擦只读存储器Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory)一统天下的局面。

　　NOR的优越之处是芯片内执行(XIP, eXecute In Place)，这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高，在1～4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。

2、NandFlash和NorFlash对比

Nor/Nand Flash 的差别

	Nor	Nand
容量	1MB~32MB	16M~512MB
XIP	Yes	No
擦除	非常慢（5S）	快（3ms）
写	慢	快
读	快	快
可靠性	比较高，位反转的比例小于NandFlash的10%	比较低，位反转比较常见，必须有校验措施，比如TNR必须有坏块管理措施
可擦除次数	10000~100000	100000~1000000
生命周期	低于NandFlash的10%	是NorFlash的10倍以上
接口	与RAM接口相同	I/O接口
访问方法	随机访问	顺序访问
易用性	容易	复杂
主要用途	常用于保存代码和关键数据	用于保存数据
价格	贵	便宜

3、CFI(Common Flash Interface)
   不同公司产的NOR Flash在 erase，program，lock，unlock等操作上有差别，即command set不一样。
   NorFlash要是支持CFI就好办多了，就不用改代码。通过CFI可以读出片子的manufacturer id，vendorid等等，在程序中就可以通过以上信息来选择正确的erase，program等操作方式。
   NorFlash的数据线和地址线都可能为32/16/8条.为了统一起见，通过CFI接口查询时， CFI接口描述的地址均为Flash芯片的地址，CFI接口查询到的数据，以低字节D7-D0上为准，高字节数据线无视就好了。

　CFI的作用是把NorFlash 的信息通过统一的方法读出来。

二、NorFlash物理结构

　　以下内容皆以EN29LV160AB（word模式）为例进行说明。

1、引脚

2、NorFlash块图

3、扇区结构

  Size:  MB in  Sectors
  Sector Start Addresses:

                      000A0000      000B0000
    000C0000      000D0000      000E0000      000F0000           

                            001A0000
    001B0000      001C0000      001D0000      001E0000      001F0000 

　　EN29LV160AB大小为2M，总共35个扇区，上图列出了每个扇区的起始地址。

三、NorFlash与ARM接线图

　　左图为EN29LV160AB与ARM的接线图，右图是SRAM与ARM的接线图，可以看到两者没多大的差别。

四、NorFlash相对于RAM使用的特殊性 

NorFlash相对于RAM使用的特殊性

	RAM	NorFlash
读取/写入的叫法	读取/写入	读取/编程(Program)
读取/写入的最小单位	字节（Byte）	字（Word）
擦除(Erase)操作的最小单位	字节	Sector/扇区
擦除操作的含义	将数据删除/全部写入0	将整个块都擦除成全是1，也就是里面的数据都是0xFF
对于写操作	直接写即可	在写数据之前，要先擦除，然后再写

 五、NorFlash操作

1、CFI操作

　　EN29LV160AB遵循CFI接口协议，所以可以进行CFI操作方式。下表仅仅是CFI查询信息的命令表，还有其他表格，这里不再列出。下边将要阐述的操作方式不是通用性的CFI操作，而是EN29LV160AB特有命令集操作。

2、NorFlash命令表

　　不利用CFI方式也可以操作，EN29LV160AB有自己的命令集，利用这个命令集可以完成需要的操作。

3、状态标志位

DQ7

Data# Polling bit，在编程过程从正在编程的地址中读出的数据的 DQ7 为要写入数据位的补码。比如写入的数据为 0x0000 ，即输入的 DQ7 为  0 ，则在编程中读出的数据为  1  ；当编程完成时读出的数据又变回输入的数据  0  。在擦除过程中 DQ7 输出为   0 ;擦除完成后输出为 1 ;注意读取的地址必须是擦除范围内的地址。RY/BY#：高电平表示‘就绪’，低电平表示‘忙’。

DQ6

轮转位 1（Toggle Bit 1 ），在编程和擦除期间，读任意地址都会导致 DQ6 的轮转(0 ，1间相互变换)。当操作完成后,DQ6停止转换。

DQ2

轮转位 2 （Toggle Bit 2 ），当某个扇区被选中擦除时，读有效地址（地址都在擦除的扇区范围内）会导致 DQ2 的轮转。 注意: DQ2 只能判断一个特定的扇区是否被选中擦除，但不能区分这个扇区是否正在擦除中或者
正处于擦除暂停状态。相比之下，DQ6 可以区分 Nor Flash 是否处于擦除中或者擦除暂停状态，但不能区分哪个扇区被选中擦除，因此需要这 2 个位来确定扇区和模式状态信息。

DQ5

超时位(Exceeded Timing Limits) ，当编程或擦除操作超过了一个特定内部脉冲计数时 DQ5=1，表明操作失败。当编程时把 0 改为  1  就会导致 DQ5=1，因为只有擦除擦做才能把 0  改为 1 。当错误发生后需要执行复位命令才能返回到读数据状态。

DQ3

(扇区擦除计时位)Sector Erase Timer  ，只在扇区擦除指令时起作用。当擦除指令真正开始工作时 DQ3=1  ，此时输入的命令（除擦除暂停命令外）都被忽略，DQ3=0  时，可以添加附加的扇区用于多扇区擦除。

六、实现代码

1、读ID

/*******************************************************************
函数功能：显示NorFlash的“Manufacturer ID”和“Device ID”
输入参数：addr
输出参数：无
 ********************************************************************/
void NOR_Read_ID(void)
{
    unsigned short ManuID,DevID;

    NOR_Rest();
    NOR_WR(0x555,0xaa);
    NOR_WR(0x2aa,0x55);
    NOR_WR(0x555,0x90);
    ManuID = NOR_RD(0x0);
    DevID = NOR_RD(0x1);
    printf("Manufacturer ID: %x\n",ManuID);
    printf("Device ID: %x\n",DevID);
}

2、读内容并显示

/*******************************************************************
函数功能：从NorFlash给定的地址处显示256B的内容
输入参数：addr
输出参数：无
*********************************************************************/
void NOR_2K_Content(unsigned char *addr)
{   unsigned int i;

    printf("Show 256 Bytes content of NorFlash:\n");
    for(i=; i<; i++) {
        if((i%)==) printf("\n%4x: ", i);
        printf("%02x ", *addr++);
    }
    printf("\n");
}

3、擦除

/*******************************************************************
函数功能：擦除整个芯片
输入参数：无
输出参数：无
********************************************************************/
void NOR_EraseChip(void)
{
    printf("chip erasing is started!\n");
    NOR_Rest();
    NOR_WR(0x555,0xaa);
    NOR_WR(0x2aa,0x55);
    NOR_WR(0x555,0x80);
    NOR_WR(0x555,0xaa);
    NOR_WR(0x2aa,0x55);
    NOR_WR(0x555,0x10);
    printf("it may takes some seconds,plese wait......\n");
    if(NOR_Wait())
    {
        printf("Erasing done!\n");
    }
    else
    {
        printf("Erasing error!\n");
    }
 }

/*******************************************************************
函数功能：擦除给定的扇区
输入参数：sect    扇区号
输出参数：无
*********************************************************************/
void NOR_EraseSector(unsigned char sect)
{
    unsigned int sectaddr;

    if(sect > )
    {
        printf("sect number error!\n");
        return ;
    }

    switch(sect)
    {
        case :
                sectaddr = 0x0;
                break;
        case :
                sectaddr = 0x2000;
                break;
        case :
                sectaddr = 0x3000;
                break;
        case :
                sectaddr = 0x4000;
                break;
        default:
                sectaddr = 0x8000*(sect - );
    }
    printf("Sector %d erasing is started!\n",sect);
    NOR_Rest();
    NOR_WR(0x555,0xaa);
    NOR_WR(0x2aa,0x55);
    NOR_WR(0x555,0x80);
    NOR_WR(0x555,0xaa);
    NOR_WR(0x2aa,0x55);
    NOR_WR(sectaddr,0x30);
    printf("it may takes some seconds,plese wait......\n");
    if(NOR_Wait())
    {
        printf("Erasing done!\n");
    }
    else
    {
        printf("Erasing error!\n");
    }
 }

4、编程

/*******************************************************************
函数功能：写一个字（2Byte）
输入参数：addr    要写入一个字的物理地址,注意第0位肯定是‘0’
          data  要写入的数据
输出参数：1 成功
          0    失败
********************************************************************/
static unsigned int NOR_Program(unsigned int addr,unsigned short data)
{
        NOR_Rest();
        NOR_WR(0x555,0xaa);
        NOR_WR(0x2aa,0x55);
        NOR_WR(0x555,0xa0);
        NOR_WR_DAT(addr,data);
        return NOR_Wait();
}

/*******************************************************************
函数功能：写入多个字节
输入参数：srcaddr    源地址
          desaddr    目的地址
          size        大小（以Byte为单位）
输出参数：1 成功
          0    失败
********************************************************************/
unsigned int NOR_Write(unsigned short *srcaddr,unsigned int desaddr,unsigned int size)
{
        unsigned int i;
        printf(" Write NorFlash start!\n");
        for(i = ;i < size;i += ){
            if( NOR_Program(desaddr,*srcaddr) != ){
                printf(" Write NorFlash error!\n");
                return ;
            }
            desaddr += ;
            srcaddr++;
        }
        printf(" Write done.\n");
        return ;
}

5、等待擦除或者编程结束

　　判断当前状态，从而决定是否等待以及判断是否出错是根据状态标志位来操作的。“等待擦除或者编程结束”有不同的方法实现，这里使用的是DQ6轮转判断。

/*******************************************************************
函数功能：等待擦除或者编程结束
输入参数：无
输出参数：    1    成功
            0    失败
*********************************************************************/
static unsigned int NOR_Wait(void)
{
    unsigned short oldstatus,newstatus;
    while()
    {        oldstatus = NOR_RD(0x0);
            newstatus = NOR_RD(0x0);
            if( (oldstatus&0x40) == (newstatus&0x40) )
                return ;
            if( newstatus&0x20 )
            {
                oldstatus = NOR_RD(0x0);
                newstatus = NOR_RD(0x0);
            if( (oldstatus&0x40) == (newstatus&0x40) )
                return ;
            else
                return ;
            }
        }
}

参考资料：CFI接口　

　　　　　Nor/Nand FLASH的读写

　　　　　Nor Flash 在实际应用中的读取方式

测试代码及文档资料：

　　　　 NorFlash.zip