U-Boot NAND FLASH驱动分析

一、初始化函数调用关系

    初始化函数调用关系如图1.1所示。

1.U-Boot启动过程中调用nand_init()初始化NAND FLASH。

2.函数nand_init()调用nand_init_chip()完成NAND FLASH初始化。

3.nand_init_chip()顺序调用board_nand_init()和nand_scan()实现NAND FLASH初始化工作。

4.其中board_nand_init()实现S3C2440 NAND FLASH控制器相关的初始化，设置控制器的时序，设置寄存器的读写地址。（最底层）

5.nand_scan()主要实现NAND FLASH各种参数设置（比如自动识别NAND FLASH的大小、每一页的大小、数据宽度等信息），设置对NAND FLASH的片选、读写函数以及NAND FLASH的控制命令。（次底层）

图1.1 NAND FLASH初始化函数调用

二、读数据函数调用关系

    NAND FLASH读数据函数调用关系如图2.1所示。

图2.1 读数据函数调用关系

    调用到最后，使用的是一个宏readb，读取nand_chip->IO_ADDR_R地址处的数据，就完成了读数据的过程。

以上所有的函数在u-boot中都已经写好，不需要我们去做。移植时，只需要根据开发板所用的芯片型号，指定nand_chip->IO_ADDR_R所对应的地址就行。这就与具体使用到的处理器的NAND FLASH控制器相关了。对于S3C2440来说，nand_chip->IO_ADDR_R对应的就是NAND FLASH控制器的数据寄存器NFDATA，地址为0x4E000010。

三、关键数据结构

    涉及到的数据结构：struct nand_chip 、struct mtd_info、struct nand_flash_dev。

static void nand_init_chip(struct mtd_info *mtd, struct nand_chip *nand, ulong base_addr)

{

mtd->priv = nand;

……

}

函数中struct mtd_info *mtd：定义了一个mtd_info结构体指针mtd。对于mtd_info众多的成员，U-Boot中NAND FLASH只用到了其中的一个成员void* priv；用于保存设备相关的结构体nand_chip的地址。

每一个NAND FLASH设备对应一个mtd_info结构体和一个nand_chip结构体。mtd_info结构体中的*priv指向设备对应的nand_chip结构体。如图3.1所示。

图3.1 U-Boot中NAND FLASH数据结构

控制NAND FLASH时，通过结构体mtd_info的*priv成员找到对应的结构体nand_chip，然后调用读写、片选等函数，最终实现对NAND
FLASH的控制。

struct nand_flash_dev {
char *name;
int id;
unsigned long pagesize;
unsigned long chipsize;
unsigned long erasesize;
unsigned long options;

};

结构nand_flash_dev的内容比较少，其各项含义为：

name：NAND FLASH的厂家名字

id：   NAND FLASH的ID

pagesize：一页的大小，单位为字节Byte

chipsize：整个NAND FLASH 的大小，单位为MB

erasesize：最小擦除大小单位为字节Byte

options：选项。具体作用不清楚，求高人解答。

四、U-Boot是如何获知外接NAND FLASH的容量大小的

    u-boot先读取外接NAND FLASH的ID，根据ID 在struct nand_flash_dev nand_flash_ids[]定义的数组中找到匹配的项，这样就确定NAND FLASH的大小了。

struct nand_flash_dev nand_flash_ids[] = {

……

{"NAND 256MiB 1,8V 8-bit",0xAA, 0, 256, 0, NAND_SAMSUNG_LP_OPTIONS | NAND_NO_AUTOINCR},

{"NAND 256MiB 3,3V 8-bit", 0xDA, 0, 256, 0, NAND_SAMSUNG_LP_OPTIONS | NAND_NO_AUTOINCR},

……

};

         比如对于Jz2440开发板上的用的K9F2G08U0M为例，其自身ID为0xDA，在nand_flash_ids[]中找到数据：

{"NAND 256MiB 3,3V 8-bit", 0xDA, 0, 256, 0, NAND_SAMSUNG_LP_OPTIONS | NAND_NO_AUTOINCR}

其大小为256，单位为MB，这样就确定了NAND FLASH的大小。这里只分析原理，具体代码请分析u-boot。

五、总结

    没有弄清楚U-Boot中NAND FLASH结构之前，感觉很复杂，分析清楚之后，就感觉很简单。做移植的，不仅仅要知道怎么做能实现功能，还要知道其原理，这就需要我们多看源码，多读芯片手册，还要勤于思考，这样才能不断进步，掌握核心内容。如有什么不正确的地方，恳请大家指出，大家互相学习，共同进步！

      （U-Boot NAND FLASH移植请看：U-Boot NAND FLASH移植 http://www.100ask.net/forum/showtopic-3697.aspx）

                                             声明：本文为个人原创，边移植边写，完全来自实践。本文首先发表在百问网（www.100ask.net）转载请指明出处。