NAND_FLASH(K9F1208U0C)驱动分析

一、 编写目的 2

二、 NAND FLASH（K9F1208U0C） 2

1. 引脚说明 2

2. memory组织方式 3

3. 地址传输 4

4. 命令 5

5. 模式控制 5

6. 操作时间限制 6

三、 Bootstrap驱动分析 6

1. CPU引脚设置 6

2. CPU NAND控制器设置 6

3. 读取NAND ID 6

4. 读取一页数据 7

5. 读取备用区域数据 9

6. 连续读取页 9

7. 连续读取备用区域 10

8. 页编程 10

9. 块删除 10

10. 写保护 11

 

一、编写目的

        在移植Bootstrap V1.9至9260核心板时，出现NAND FLASH无法正确读取数据(可以读取ID)的情况。由于之前一直没有系统地学习NAND FLASH驱动，因此分析问题也比较慢，所以把Bootstrap V1.9移植工作暂时停止，先来学习NAND FLASH驱动部分再继续移植工作。

        本文档用户记录NAND FLASH驱动分析的过程。本文档中使用的NAND为K9F1208U0C，为9260核心板上使用的64MB NAND。使用的源码为Bootstrap V1.9。

二、NAND FLASH（K9F1208U0C）

1. 引脚说明

标号

功能

说明

N.C

空引脚

不连接线路

I/O 0~7

传输总线

此款IC为8位数据/地址/命令总线

CLE

命令锁存使能

输入高电平时，命令码通过总线传输至于命令寄存器

ALE

地址锁存使能

输入高电平时，地址通过总线传输至地址寄存器

CE(----------)

芯片使能

当IC处于繁忙时，此引脚无效

RE(----------)

读使能

当需要通过总线往IC中读数据（包括地址）时，此引脚置低

WE(----------)

写使能

当需要通过总线往IC中写数据（包括地址）时，此引脚置低

WP(----------)

写保护

该引脚置低时，无法对IC进行擦写操作

R/B(----)

状态输出

就绪/忙标志位，输出低电平时，表示IC正在进行擦写操作

2. memory组织方式

        由上图可知，此NAND将整个存储器分为4096个Block，每个Block有32个Pages(也有称为Sector)，总共有4096*32=131072=128K个Page。

每个Page中有528 B存储单元，其中512 B为存储数据使用，另外16 B为OOB备用区域，一般用于存入检验码信息。

上图最下一部分显示一Page的读写通过两个半页寄存器定位。因此要读一页数据，需要执行两次操作，分别为读取前、后半页。操作NAND Flash时，先传输命令，然后传输地址，最后读写数据。

3. 地址传输

        NAND的读写的最小单位为Page，此款NAND为64 MB，因此地址长度最大为17 BIT。此IC地址传输分为4个周期，如下图所示。先传输的为列地址（半页内地址0~256），此IC固定为0x00；再传输三字节页地址，低地址在前。通过命令00H、01H区别读取前半页或后半页，即地址A8位。

4. 命令

        此IC的命令集如下图所示。00H读取前半页，01H读取后半页，50H为读取备用区域。

 

5. 模式控制

        通过设置各个使能引脚可使IC处于不同的工作模式。

 

 

6. 操作时间限制

        这部分内容参考DATASHEET中，需要根据这些内容设置CPU的NAND控制器的参数。

三、Bootstrap驱动分析

1. CPU引脚设置

2. CPU NAND控制器设置

3. 读取NAND ID

        执行流程为：

                Ø [命令模式]传输90H命令

                Ø [地址模式]传输00H地址

                Ø [读取模式]传输4个ID值

        相关的代码片段如下图所示，与DATASHEET中描述的一致，但代码中只读取了前面两个数据。

 

4. 读取一页数据

        执行流程为：

                Ø [命令模式]传输00H命令，读取前半页数据

                Ø [地址模式]传输页地址

                Ø [读取模式]传输4个ID值

                Ø [状态模式]等待就绪

                Ø [数据模式]传输前半页数据

                Ø [命令模式]传输01H命令，读取后半页数据

                Ø [地址模式]传输页地址

                Ø [状态模式]等待就绪

                Ø [数据模式]传输后半页数据

        相关的代码片段如下图所示，与DATASHEET中描述的一致。但代码中等待就绪是使用了两个判断才能正常通过，编写者在注释中也使用了”?”来提出疑问。

 

5. 读取备用区域数据

6. 连续读取页

7. 连续读取备用区域

8. 页编程

9. 块删除

10. 写保护