学习笔记----S3C2440 从NANDFLASH启动的设计原理与过程

S3C2440有两种启动方式：NORFLASH启动与NANDFLASH启动；但一般都只从NANDFLASH启动，既然是从这个地方启动，那必须具备两个条件：

1 这个里面必须得有程序

2 必须得有内存去跑这段程序

第一个条件，我们必须通过JTAG下载程序到NANDFLASH，假设下载了一个LED测试程序在里面了；

第二个条件，要跑这段程序必须有内存，可这个时候SDRAM还没有初始化，不能跑，怎么办？S3C2440里面有一个4k空间的SRAM，当芯片复位的时候会通过外部引脚首先判断使用哪种启动方式，如果是NANDFLASH启动方式，S3C2440的Nand Flash控制器有一个特殊的功能,在S3C2440上电后,Nand Flash控制器会自动的把Nand Flash上的前4K数据搬移到4K内部SRAM中,（此内部RAM被称为Steppingstone）并把0X00000000设置内部RAM的起始地址,CPU从内部RAM的0X00000000位置开始启动。这个过程不需要程序干涉。芯片怎么做到没有NANDFLASH驱动就能够读取前4K代码呢？在最后会讲。

上面的两个条件都满足了，程序可以在4K SRAM里面自动跑起来了。但只能是4K的代码，大于4K怎么办？那就只能在SDRAM去跑了，这就需要满足下面条件：

1 SDRAM必须要初始化

2 有一段代码把NANDFLASH里面的程序搬到SDRAM里面去运行

上面的两个条件都需要运行程序，就只能在SRAM里面运行，所以程序的前面4k的代码必须完成这两项工作，在完成了这两项工作后从SRAM跳转到SDRAM里面执行余下的工作;这样就实现了程序从NANDFLASH启动了。但程序是如何从SRAM跳转到SDRAM接着去执行的呢？

启动代码最开始是这样的：

@*************************************************************************@ File：head.S@ 功能：设置SDRAM，将程序复制到SDRAM，然后跳到SDRAM继续执行@*************************************************************************.equ        MEM_CTL_BASE,       0x48000000.equ        SDRAM_BASE,         0x30000000.text.global _start_start:    bl  disable_watch_dog               @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启    bl  memsetup                        @ 设置存储控制器    bl  copy_steppingstone_to_sdram     @ 复制代码到SDRAM中    ldr pc, =on_sdram                   @ 跳到SDRAM中继续执行on_sdram:    ldr sp, =0x34000000                 @ 设置堆栈    bl  mainhalt_loop:    b   halt_loop

首先其他的都先不管，这里只关注bl指令与ldr指令，这两个指令的区别：

bl ：位置无关码 -- 跳转位置与启动代码的链接地址无关

ldr：位置相关码 --跳转位置与链接地址相关

S3C2440 的SDRAM起始地址为0x3000,0000，最开始运行启动代码，所以启动代码的连接地址为0x3000,0000，这个地址是在编译链接操作的时候指定的，在makefile里面；

当执行bl的时候，跳转地址跟SDRAM链接地址无关（当前指令在SRAM内地址），这个地址还是本来的地址范围，SRAM的范围，所以还是在SRAM里面跳转。

当执行ldr的时候，跳转地址跟SDRAM连接地址有关，这里跳转到0x3000,0000+当前指令在SRAM内地址，这个地址已经是SDRAM的地址范围了，所以完成跳转。

就这样理解吧，如果要详细的理解，需要分析启动代码的反汇编文件，理解起来更加清晰。

下面再把整个过程总结一下：

1 上电复位判断从NANDFLASH启动后，芯片自动复制NANFLASH前4K内容到SRAM，（这时候SDRAM还没初始化）。再SRAM里面从0地址开始执行PC=0X00000000

2 此时PC执行到memsetup，初始化SDRAM

3 SDRAM初始化完成后，再执行

bl  copy_steppingstone_to_sdram

完成将NANDFLASH里面的代码复制到SDRAM里面(这里是复制的SRAM里面的代码到SDRAM，因为程序小于4K，SRAM里面就是所有的代码了；大于4K必须从NANDFLASH里面复制)

4 复制完成以后执行

ldr pc, =on_sdram

这时候的跳转地址就跟链接地址有关了，本来是0x0000,0010，而SDRAM的连接地址是 0x3000,0000 ，所以跳转到 0x3000,0000+0x0000,0010 =0x3000,0010 。这样就完成了SRAM到SDRAM的跳转。

——————————————————————————————————————————————

前面说到那4K代码在系统复位后芯片自动复制带SRAM，这时候NANDFLASH驱动都没有，怎么实现读操作的呢？S3C2440的芯片手册是这样说的:

在系统复位期间，NANDFLASH控制器会去读取硬件PIN脚的电平来获取NANDFLASH信息从而对其进行对应的控制。

系统复位期间内部完成步骤：

1 读取OM【0：1】脚判断从哪里启动。

2 如果从NAND启动，读取 NCON, GPG[13-15] PIN脚信息

3 NAND控制器自动产生时序读取4K信息到SRAM

NANDFLASH启动的PIN脚设置说明如下：