[smart210] Nand Flash K9F4G08U0B 的配置与读写控制（一）

平台：smart210

CPU：s5pv210

目标：控制核心板上的Nand Flash，对其进行读写操作，本文为基本配置篇

知识储备：从tiny210v2核心板上我们发现，nand flash的型号是K9F4G08U0B，根据nand flash的命名规则，我们不难发现这是一块4Gbits大小的单位地址存储x8bits的SLC nand flash存储器，存储空间换算过来就是512M x 8 bits 。在相似型号K9F4G08U0A的datasheet中发现这种型号的flash具有4096个Blocks，每个Block有64个Pages，每个Pages有2048Bytes的数据，综合起来就是 4096*64*2048 *8bits=512M x 8bits。地址周期为5Cycles，这里解释一下地址周期：

这边有行地址和列地址，行地址row_addr就是寻址页的，列地址column_addr就是页内寻址的。这里我们有个问题需要搞清楚：我们的存储空间是512M，想对它寻址的话需要29位地址，可是我们传输地址的I/O口只有8位，那么就需要至少4个周期来传输地址信息，所以这里我们为了区分行地址和列地址采用了5个地址周期，先传输列地址，再传输行地址，由于页数在数值上是远大于页大小的，所以我们能够发现页地址的地址位数较多。

比如说我们这里有一个针对nand flash的地址addr，字长4字节，寻址空间就有2^32即4G，由于每个地址存有8bits即一个Byte的数据，说明最大存储容量为4GB。然后我们计算row_addr=addr/page_size即行地址（或者称 页地址）=寻址地址/页面大小，而column_addr=addr%page_size即列地址（或者称 页内地址）=（寻址地址/页面大小）的余数。这样的话，我们就能把普通的寻址地址转换成nand flash能读得懂的行列地址了。根据这个算法，我们就不难得知，行地址row_addr最大为2^32/2048=2^21=2M（即一个这样的页面大小为2KB的nand flash最多能有2M个页供我们寻址），列地址就不消说了，最大列地址不可能超过页面大小2K。

接下来就是三个关键时序参数TACLS、TWRPH0与TWRPH1的设置，主要从以下的截图获得相关的信息

s5pv210官方文档给出了这三个值的说明

从图1与图2我们可以看出以下关系，结合图3得出最小值要求

TACLS=tCLS-tWP  最小值0ns

TWRPH0=tWP  最小值12ns+10ns（上图可以发现TWRPH0需要额外的10ns）

TWRPH1=tCLH  最小值5ns

由于我们的HCLK_MSYS的频率为133.4Mhz(7.5ns)，当NFCONF寄存器的TACLS设置为1时，得出TACLS的实际时间为7.5*1=7.5ns>0。当TWRPH0=2时，TWRPH0实际时间为7.5ns*(1+2)=22.5ns>12ns+10ns。当TWRPH1=1时，TWRPH1实际时间为7.5ns*(1+1)=15ns>7.5ns。这样的时序设置就能符合要求了，由于TWRPH0的时间被我们设置成22.5ns还是比最小值堪堪大出0.5ns，所以有必要把这个值也设置得大一点，安全值应为TWRPH0=3。

好了，有了上面的知识储备，NFCONF寄存器就知道怎么设置了

这里我们设置为NFCONF=(TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4)|(0<<3)|(0<<2)|(1<<1)|(0<<0);

其中bit1在当我们的pages有2K时设置5个地址周期，bit1=1

而bit3由于我们的Nand Flash是SLC的，所以bit3=0

进而bit2在bit3=0时设置SLC，则此处为page的页面大小，之前已经得知为2k，则bit2=0

#define TACLS  1

#define TWRPH0 3

#define TWRPH1 1

接下来就是NFCONT的设置

MODE=1，使能该nand flash控制器

Reg_nCE0=1，取消片选

Reg_nCE1=1，取消片选

xxxxECC相关的无视，暂时不用到

RnB_TransMode=0，nand flash 的状态检测引脚，上升沿触发

EnbRnBINT=0，禁止RnB中断

其余的不相关的都禁止掉，尤其LOCK与LockTight，这两个是负责保护数据的锁定位，设置这两个位一个不慎就会造成nand flash的某片区只能读不能写。

最后是memory port的设置，由于210支持多种不同类型的外置ROM，如SROM,Nand Flash，One Nand等，所以设置了一整套专门用于连接存储器的复用端口，因此我们还需要指定MP0_1，MP0_2，MP0_3这些端口作为Nand Flash使用，相关的寄存器有点多，就不贴了。

前面所做的工作，最终对nand flash控制器做了初始化，代码如下图