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nandflash裸机驱动程序的分析

发布时间：2020-12-15 18:04:21 所属栏目：百科 来源：网络整理
导读：? nandflash在嵌入式设备中广泛的应用，学些nandflash的重要性不言而喻，这里分析一段实例代码，不管是编码规范还是程序的结构都是很有价值的。下边是K9F1208U0M的实例代码。 首先看nand.h文件： ? # ifndef __NAND_Flash__ # define __NAND_Flash__ extern
? nandflash在嵌入式设备中广泛的应用，学些nandflash的重要性不言而喻，这里分析一段实例代码，不管是编码规范还是程序的结构都是很有价值的。下边是K9F1208U0M的实例代码。
首先看nand.h文件：
?

#ifndef __NAND_Flash__
#define __NAND_Flash__
extern void InitNandCfg(void); ????????????????//初始化K9F1208UOM NAND flash 配置
extern unsigned int ReadChipId(void); ????????????????//读取NAND Flash的ID号
extern unsigned short ReadStatus(void); ????????????????//读取NAND Flash的状态
extern unsigned int EraseBlock(unsigned int addr);????????????????//NAND Flash块擦除

extern void ReadPage(unsigned int addr, unsigned char *buf);????//K9F1208U0M nand flash 的页数据读

extern void WritePage(unsigned int addr, unsigned char *buf);????//K9F1208U0M nand flash 的页数据写

extern void MarkBadBlk(unsigned int addr);????????????//屏蔽 K9F1208U0M nand flash 的坏块

extern int CheckBadBlk(unsigned int addr);????????????//检查 K9F1208U0M nand flash 的坏块

extern void InitNandFlash(void);????????????//K9F1208U0M nand flash 的初始化

#endif
?
需要详细看的是nandflash.c文件：
?

//====================================================

// 常量定义区

//====================================================


#define????EnNandFlash()????(rNFCONF |= 0x8000) //bit15=1 enable NAND flash controller

#define????DsNandFlash()????(rNFCONF &= ~0x8000) //bit15=1 disable NAND flash controller

#define????InitEcc()????????(rNFCONF |= 0x1000) //bit12=1 initialize ECC

#define????NoEcc()????????????(rNFCONF &= ~0x1000) //bit12=0 initialize ECC

#define????NFChipEn()????????(rNFCONF &= ~0x800) //bit11=0 NAND flash nFCE = L (active)

#define????NFChipDs()????????(rNFCONF |= 0x800) //bit11=1 NAND flash nFCE = H (inactive)


#define????WrNFCmd(cmd)????(rNFCMD = (cmd)) //write commond to nand flash

#define????WrNFAddr(addr)????(rNFADDR = (addr)) //write address to nand flash

#define????WrNFDat(dat)????(rNFDATA = (dat)) //write data to nand flash

#define????RdNFDat()????????(rNFDATA) //read data from nand flash

#define????RdNFStat()????????(rNFSTAT) //read status from nand flash

#define????NFIsBusy()????????(!(rNFSTAT&1)) //whether nand flash is busy?

#define????NFIsReady()????????(rNFSTAT&1) //whether nand flash is ready?



#define????READCMD0????0 //Read0 model command == Page addr 0~127

#define????READCMD1????1 //Read1 model command == Page addr 128~511

#define????READCMD2????0x50 //Read2 model command == Page addr 512~527

#define????ERASECMD0????0x60 //Block erase command 0

#define????ERASECMD1????0xd0 //Block erase command 1

#define????PROGCMD0????0x80 //page write command 0

#define????PROGCMD1????0x10 //page write command 1

#define????QUERYCMD????0x70 //query command

#define????RdIDCMD????????0x90 //read id command


//====================================================

// 函数定义区

//====================================================

#include "NAND_Flash.h"
#include "2410addr.h"
static unsigned short NandAddr;


//等待NAND FLASH不忙


void wait_idle(void)
{
????int i;
????while(!(rNFSTAT & 0x1))
??????for(i=0; i<10; i++);
}

/* 在第一次实用NAND Flash前，复位一下NAND Flash */
void reset_nand()
{
????int i=0;
????
????rNFCONF &= ~0x800;
????????for(; i<10; i++);
????????
????rNFCMD = 0xff;????//reset command

????wait_idle();
}

//====================================================

// 语法格式： void InitNandCfg(void)

// 功能描述: 初始化 K9F1208U0M nand flash 配置

// 入口参数: 无

// 出口参数: 无

//====================================================


void InitNandCfg(void)
{
????//enable nand flash control,initilize ecc,chip disable,

????//基本所有的falsh都可以公用的。

????rNFCONF = (1<<15)|(1<<12)|(1<<11)|(7<<8)|(7<<4)|(7);????

}


//====================================================

// 语法格式： unsigned int ReadChipId(void)

// 功能描述: 读Nand Flash的ID号

// 入口参数: 无

// 出口参数: Nand Flash ID

//====================================================


unsigned int ReadChipId(void)
{
????unsigned int id;
????
????NFChipEn();????
????
????WrNFCmd(RdIDCMD);
????
????WrNFAddr(0);
????
????wait_idle();
????
????id = RdNFDat()<<8;
????id |= RdNFDat();
????????????
????????
????NFChipDs();????????
????
????return id;
}

//====================================================

// 语法格式： unsigned short ReadStatus(void)

// 功能描述: 读Nand Flash的状态

// 入口参数: 无

// 出口参数: Nand Flash 状态

//====================================================


unsigned short ReadStatus(void)
{
????unsigned short stat;
????
????NFChipEn();????
????WrNFCmd(QUERYCMD);????????
????stat = RdNFDat();????
????NFChipDs();
????
????return stat;
}

//====================================================

// 语法格式： unsigned int EraseBlock(unsigned int addr)

// 功能描述: Nand Flash块擦除

// 入口参数: 块地址

// 出口参数: 擦除状态 0 为成功 非0 失败

//====================================================

unsigned int EraseBlock(unsigned int addr)
{
????unsigned char stat;

????addr &= ~0x1f;
????????
????NFChipEn();???? //使能

????
????WrNFCmd(ERASECMD0);????
????????
????WrNFAddr(addr);//擦除只针对块操作

????WrNFAddr(addr>>8);
????if(NandAddr) ????????????????????????//判断Flash的型号

????????WrNFAddr(addr>>16);
????????
????
????
????WrNFCmd(ERASECMD1); //发送擦除命令????

????
????wait_idle(); ???????? //等待，直到操作完成为止。

????????
????NFChipDs(); //失能

????
????return stat&1;
}
//====================================================

// 语法格式： void ReadPage(unsigned int addr,unsigned char *buf)

// 功能描述: 读取页的内容

// 入口参数: 1，页地址 2，读出的页内数据

// 出口参数: 无

//====================================================



/**** K9F1208U0M nand flash 的页数据读 ****/
void ReadPage(unsigned int addr,unsigned char *buf)//addr = page address

{
????unsigned short i;
????NFChipEn();
????
????WrNFCmd(READCMD0);
????
????WrNFAddr(0);
????
????WrNFAddr(addr);
????WrNFAddr(addr>>8);
????
????if(NandAddr)
????????WrNFAddr(addr>>16);
????InitEcc();
????
????wait_idle();
????
????for(i=0; i<512; i++)
????????buf[i] = RdNFDat();
????????
????NFChipDs();
????
}

//====================================================

// 语法格式：extern unsigned int WritePage(unsigned int addr,unsigned char *buf)

// 功能描述: 写页数据

// 入口参数: 1，页地址 2，写页内数据

// 出口参数: 无

//====================================================


/**** K9F1208U0M nand flash 的页数据写 ****/
void WritePage(unsigned int addr, unsigned char *buf)
{
????unsigned short i;
????unsigned char tmp[3];
????
????
????NFChipEn();
????
????WrNFCmd(PROGCMD0);
????
????WrNFAddr(0); //低八位为0

????WrNFAddr(addr); //页地址

????WrNFAddr(addr>>8); //

????
????if(NandAddr)
????????WrNFAddr(addr>>16);
????????InitEcc();????
????for(i=0; i<512; i++)
????????WrNFDat(buf[i]);
????????
????tmp[0] = rNFECC0;//产生的3位校验码

????tmp[1] = rNFECC1;
????tmp[2] = rNFECC2;
????????
????WrNFDat(tmp[0]);//将校验码重新写入页面

????WrNFDat(tmp[1]);
????WrNFDat(tmp[2]);
????????
????WrNFCmd(PROGCMD1);//正式开始写数据

????wait_idle();
????NFChipDs();
}


//====================================================

// 语法格式：extern void MarkBadBlk(unsigned int addr)

// 功能描述: 屏蔽 K9F1208U0M nand flash 的坏块

// 入口参数: 块地址

// 出口参数: 无

//====================================================


void MarkBadBlk(unsigned int addr)
{
????addr &= ~0x1f;
????
????NFChipEn();
????
????WrNFCmd(READCMD2);????//point to area c

????
????WrNFCmd(PROGCMD0);
????WrNFAddr(4);????????//mark offset 4,5,6,7

????WrNFAddr(addr);
????WrNFAddr(addr>>8);
????if(NandAddr)
????????WrNFAddr(addr>>16);
????WrNFDat(0);????????????//mark with 0

????WrNFDat(0);
????WrNFDat(0);????????????//mark with 0

????WrNFDat(0);
????WrNFCmd(PROGCMD1);
????
????wait_idle();

????WrNFCmd(READCMD0);????//point to area a????????

????NFChipDs();
}


//====================================================

// 语法格式：int CheckBadBlk(unsigned int addr)

// 功能描述: 检查 K9F1208U0M nand flash 的坏块

// 入口参数: 块地址

// 出口参数: 是否为坏块 0 坏块 1非坏块

//====================================================

int CheckBadBlk(unsigned int addr)
{
????unsigned char dat;
????
????addr &= ~0x1f;
????
????NFChipEn();
????
????WrNFCmd(READCMD2);????????//point to area c

????WrNFAddr(5);????????????//mark offset 4,7

????WrNFAddr(addr);
????WrNFAddr(addr>>8);
????if(NandAddr)
????????WrNFAddr(addr>>16);
????????
????wait_idle();
????????
????dat = RdNFDat();
????
????WrNFCmd(READCMD0);????//point to area a

????
????NFChipDs();

????return (dat!=0xff);
}

//====================================================

// 语法格式：void InitNandFlash(void)

// 功能描述: K9F1208U0M nand flash 的初始化

// 入口参数: 无

// 出口参数: 无

//====================================================


static int support=0;
void InitNandFlash(void)
{????
????unsigned int i;
????
????InitNandCfg();????????????????????????????//初始化配置????
????reset_nand();????
????i = ReadChipId();????????????????????????//读取NAND Flash的ID号???????????????????????
????if((i==0x9873)||(i==0xec75))????
????????NandAddr = 0;
????else if(i==0xec76)
????{????
????????support=1;????????????????????????//by chang

????????NandAddr = 1;
????}
????else
????{????
????????return;
????}

}

从上边的代码可以看出，尽管nandflash自身的操作时序非常的复杂，但在nandflash控制器的帮助下，nandflash的操作就变得非常的简单，这里只需要操作少量的寄存器就可以完成操作。首先分析代码，在驱动程序编程中，用的非常广泛的就是宏的定义，

#define????EnNandFlash()????(rNFCONF |= 0x8000) //bit15=1 enable NAND flash controller

#define????DsNandFlash()????(rNFCONF &= ~0x8000) //bit15=1 disable NAND flash controller

可以在上边看到，同样是一个操作，定义成宏之后，就可以很直观的通过宏名来识别具体要完成的操作，所以以后在写一些和硬件相关的操作与函数时，要多加使用宏定义。

?通常norflash与nandflash的区别在网上是很容易查到的，这里不重复了，这里看一些nandflash 的ecc校验，nandflash存在两种导致数据出错的问题就是反转与坏块，坏块需要标记出来，以后不能在存入数据，而数据的反转是一种正常的现象，通常需要检测多次如果成功就认为是反转，不用标记为坏块了，通常情况下，在写数据之前需要进行坏块检测，首先关于ecc，ecc的实现在ARM中是通过硬件来完成，操作的时候只需要把经过ECC校验的结构重新写入到nandflash的相应区域就可以了。

??? nandflash是串行的数据传输，而norflash是三总线结构的存储器件，所以nandflash是不能随即读写的，通常的nandflash占用的I/O口有限，数据需要通过多次发送才能完成，我们需要了解nandflash的组织模式，nandflash通过层层细化，划分为不同的小单元进行操作。在进行擦除操作时，是以block为单位进行操作的，而编程与读取操作是以page为单位进行操作的。

（编辑：李大同）

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