nandflash裸机驱动程序的分析

来源：互联网发布：3d max螺丝数据编辑：程序博客网时间：2024/04/30 04:03

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：

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//常量定义区

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#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

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//函数定义区

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#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)) //如果是忙则一直等待下去.
      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;   //激活NANDFlash
        for(; i<10; i++);

    rNFCMD = 0xff;    //看数据手册第9页上的命令.

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);

//使用控制器,使用ECC,不激活NandFlash,持续时间都设定为HCLK*8.

}

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

//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);   //写命令90H

    WrNFAddr(0);             //写地址00H

    wait_idle();

    id = RdNFDat()<<8;   //读ECH
    id |= RdNFDat(); //读Device Code.

    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);       //写命令0x70
    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;        //保留9-25位

    NFChipEn();           //使能

    WrNFCmd(ERASECMD0);                     //写命令0x60

    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0xD0H

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

{                                            //该程序是读取一页(512字节)内容.
    unsigned short i;
    NFChipEn();

    WrNFCmd(READCMD0);

    WrNFAddr(0);   //从0地址开始读取.

    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);     //写命令0x80

    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);    //指向C区  0x50

    WrNFCmd(PROGCMD0);           //0x80
    WrNFAddr(4);       //mark offset 4,5,6,7

   WrNFAddr(addr);
    WrNFAddr(addr>>8);
    if(NandAddr)
        WrNFAddr(addr>>16);
    WrNFDat(0);            //mark with 0 将坏块标记为0

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

   WrNFDat(0);
    WrNFCmd(PROGCMD1);   //0x10

    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); //第517个字节(5=517&0xf)

   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。