U-boot-2014.04移植到MINI2440（7） nand flash datasheet及arm9

我的MINI2440上有一个256M的nand flash，后面我们需要从nand启动u-boot，然后引导加载内核，再挂载根文件系统，这里先对其做一个较为细致的认识。主要是硬件管脚定义，控制方式，处理器的控制寄存器对其做一个了解，因为现在市面上nand的用途比较广泛，数码相机，mp3都要使用，进入正题。

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一.nand flash datasheeet

在移植好的u-boot下输入nand info会出现下面的信息:

Device 0: NAND 256MiB 3,3V 8-bit,sector size 128 KiB

这说明nand大小为256M，工作电压3.3v，数据总线为8位，扇区大小为128K。首先我们要明确，nand flash的读写原理。我们找找mini2440的原理图，以及nand flash的datasheet来简略分析下。这里我推荐一个datasheet的网站，叫easydatasheet，一般我需要看一个芯片手册都在里面下载。我们板子上的nand型号为：K9F2G08UOC-SCB0。

这里我们有两个地方是要看的，首先是features，也就是第四页，翻译过来如下：

电压：

3.3v的设备，工作范围在2.7~3.6之间

组织（Organization）：

存储单元阵列：(256M + 8M) x 8bit

数据寄存器：(2K + 64) x 8bit

自动编程和擦除：

?????? 页面编程：(2K + 64)Byte

?????? 块擦除：(128K + 4K)Byte

页面读取操作：

?????? 页大小：(2K + 64)Byte

?????? 随机读：40μs(Max.)

?????? 串行读：25ns(Min.)

快速写周期时间：

?????? 页编程时间：250μs(Typ.)

?????? 块擦除时间：2ms(Typ.)

I/O口命令/地址/数据复用

硬件数据保护：

?????? 在电源转换时锁住编程/擦除操作

ECC校验要求：

?????? 1bit / 528bytes，命令驱动操作

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总结一下上面部分，nand大小为256M，一页大小为2k，一块大小为128k，也就是一块包含64个页，一共256M，也就是有2048个块，256M需要多少28位来传送，但是只有8个I/O，所以要分多次传送，分几次呢？按照datasheet，要分五次。下面是网上找的存储结构图，我下载的datasheet里面没有这个图，但是交代了要分五次，每次怎么传，传的什么东西，都有介绍：

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接着datasheet给出了各个引脚描述，在第8页的pin description，结合mini2440开发板的pcb 原理图，可以整理如下。

?????? 这里的引脚定义做了个表格如下：

信号编号	信号名称	信号功能描述
29-44	I/O0-I/O7	数据输入输出口，地址和数据总线（复用）
7	R/B	Read/busy output忙或者已准备
9	CE	片选信号
16	CLE	命令锁存，用在写操作时锁存写命令
17	ALE	地址/数据锁存，在写时用来锁存地址或者数据
18	WE	写有效使能，表示当前在写操作
8	RE	读有效使能，表示当前正在读操作
6	SE	悬空未知
13,16	VSS	公共接地端
19	WP	写保护，这里连接VDD表示允许正常读写
12,37	VCC	器件工作电压输入端

?????? 再下面，第9页，一开始给出了一段描述，叫production introduction，也就是产品介绍，主要讲了使用了8位复用I/O是为了降低引脚，方便升级，然后各个指令需要几个周期，引脚的电平在读写时高低有何要求，写地址、数据、命令时，CE、WE信号必须为低电平，它们在 WE信号的上升沿被锁存。命令锁存使能信号CLE和地址锁存使能信号ALE用来区别IO引脚上传输的是命令还是地址，这个都可以自己去阅读。

?????? 下面给出了各个控制命令写入命令寄存器的格式：

所以我们会看到这些宏定义：

#defineCMD_READ1?????????????????0x00??????????????//页读命令周期1

#defineCMD_READ2?????????????????0x30??????????????//页读命令周期2

#defineCMD_READID???????????????0x90??????????????//读ID命令

#defineCMD_WRITE1???????????????0x80??????????????//页写命令周期1

#defineCMD_WRITE2???????????????0x10??????????????//页写命令周期2

#defineCMD_ERASE1???????????????0x60??????????????//块擦除命令周期1

#defineCMD_ERASE2???????????????0xd0??????????????//块擦除命令周期2

#defineCMD_STATUS????????????????0x70??????????????//读状态命令

#defineCMD_RESET?????????????????0xff???????????????//复位

#defineCMD_RANDOMREAD1?????????0x05???????//随机读命令周期1

#defineCMD_RANDOMREAD2?????????0xE0???????//随机读命令周期2

#defineCMD_RANDOMWRITE?????????0x85???????//随机写命令

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再下面，在第11页，给出了各个模式的时候，控制引脚的电平状态：

?????? 在后面给出了时序图，读写校验等的流程图，这里不多做赘述了。

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二．S3C2440 and flash控制寄存器

?????? S3c2440的nand flash控制器主要有以下6个，下表列出了其名称，作用，地址。

?????? 一般，对于控制器来说，nand相当于一个外围设备，就像我们操作lcd一样，其实有点像，步骤大多都是配置，给命令，给地址，检测状态，读写数据，over。这里对nand flash的操作步骤总结如下：

?????? 第一步：设置NFCONF配置NAND Flash。

?????? 第一步：向NFCMD寄存器写入命令。

?????? 第三步：向NFADDR寄存器写入地址。

?????? 第四步：通过寄存器NFSTAT检测NAND Flash的状态。

?????? 第五步：通过NFDATA读写数据，并进行校验。

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?????? 下面附上读操作的时序图，以及流程图，操作nand就是根据这两个图来进行细致的步骤，后面我们会用得到。

?????? 这篇帖子就分析到这里吧，有不正确的地方还请指出，大家共同进步。