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Nand Flash

arm/datasheet/K9K8G08U0B.pdf

1.什么是NandFlash

存储设备，用于存储整个系统，相当于PC的硬盘

2.TPAD采用了什么Nandflash

三星的K9K8G08U0B型号的Nand Flash

3.如何才能操作nand Flash，主要是对它进行读操作，写操作，校验操作

  需要阅读nand flash的数据手册，该手册会详细描述如何操作Nand Flash的正确方法。

4.Nand flash主要指标参数：K9K8G08U0B.pdf

(1)工作电压：3.3V

(2)容量：K9K8G08U0B：（1G+32M）byte

 (3)写操作：按页（2K+64）Byte

   擦除操作：按块（128K+4K）Byte

   nand erase 0x0 0x100000

   nand write 20008000 0x0 0x100000

 (4)页大小：（2K+64）Byte

 (5)管脚复用：命令、地址、数据复用IO口

 (6)Nand Flash可以100K次的写，擦除

数据保存时间：10年

 (7)通过命令来操作Nand flash

 (8)Nand Flash存在唯一的ID号

 (9)Nand Flash封装形式

5.NandFlash 特性：

 (1)在没写数据之间，Nand Flash都是1

 (2)写数据之前，是把1改成0，不能把0改成1

 (3)已经写数据，再要写数据，必须先擦除

 (4)Nand Flash 存在位翻转

 (5)Nand Flash在出厂时，可能存在坏块，但不影响使用，但是保证第0块一定是好块。

 (6)擦写次数有限

 

Nand flash有48个管脚，并不是每个管脚都用了。

N.C:没有使用，无连接的管脚，可以不管。

Vcc:电源

Vss:接地

nCE:片选信号，表示低电平有效

IO0-IO7:8个IO管脚，传输命令，地址，数据，复用

CLE:高电平有效，命令锁存信号，IO0-IO7传输是命令

ALE:高电平有效，地址锁存信号，IO0-IO7传输是地址

    当CLE、ALE都为低电平时，IO0-IO7传输是数据

       CLE  ALE

        0     0    数据

        1     0    命令

        0     1    地址

nWE:写使能，低电平有效

nRE:读使能，低电平有效

nWP:写保护，低电平有效

R/nB:当前Nand flash的状态

     R:高电平，Ready，准备就绪

     nB:低电平，busy，忙

 

Nand Flash的各个管脚实际上与S5pv210处理器中的Nand flash 控制器相连（所谓Nand Flash控制器从表现形式看，也就是一些s5pv210上一些管脚，只是这部分管脚的主要功能是用来控制Nandflash的），因此，我们不用直接去操作Nand Flash的管脚，而是通过操作Nand flash控制器中的寄存器来实现对Nand flash操作

寄存器的地址范围：

 

Nand Flash的内部结构图：

1.页：构成Nandflash基本单位，页大小固定

      1page= (2K + 64)Bytes

      每一页又分为main区和spare区

      main区：用于正常数据的存储

      spare区：存储一些附加信息，如坏块标志，块的逻辑地址，ECC校验信息

2.块：由若干页构成，块大小固定，64页构成一块

      1block = (2K + 64)Bytes X 64 = (128K +4K)Bytes

3.device:由若干块构成，8192块

      1device = 8192block = (128K +4K)Bytes X8192

              =(1G + 32M)bytes

              =(1024M + 32M)bytes

8448Mbits=1056Mbytes = (1024M + 32M)bytes

 

Nandflash  (1G+32M)bytes

1G字节：存放主数据

32M字节：存放附加信息

块号：8192块，0-8191块

页号：524288页，0-524287页

 

表示NandFlash容量，需要多少bit表示一个字节的地址呢？

(1)页内地址：2112      0-2111      12bit

(2)页号：    524288   0-524287   19bit

要表示NandFlash的一个字节的地址

 

总共需要31bit表示地址

 

31bit地址如何发送?

由于NandFlash是I/O接口，复用的，只能用8根IO线来发送地址。

一次只能传8bit，共分5个周期（由Nand flash datasheet定义）

5个周期：

1周期：A0-A7          （页内地址）（列地址）

2周期：A8-A11  0000  （页内地址）（列地址）

3周期：A12-A19        （页号地址）（行地址）

4周期：A20-A27        （页号地址）（行地址）

5周期：A28-A3000000 （页号地址）（行地址）

 

 

由NandFlash的datasheet可知，Nand Flash是通过命令来操作的，命令集如下：

 

阅读s5pv210的datasheet的P692

Nand Flash控制器：

1.支持NandFlash页大小：512Bytes,2K,4K,8K

2.可以通过软件编程的方式实现对Nand flash进行读操作，写操作，擦除操作。

3.支持8bit的IO口的Nand flash

4.硬件可以产生，监测ECC校验码，软件纠正

5.支持SLC和MLC两种工艺的Nand Flash

6.支持1、4、8、12、16bit ECC校验

7.特殊功能寄存器的访问方式：

  Data数据寄存器（NFDATA）和ECC Data数据寄存器，可以采用字节，半字，字的方式访问，其余寄存器采用字方式访问。

  #define GPC1CON  (*((unsigned int *)0xE0200080))

  #define NFDATA   (*((unsigned char *)0xB0200080))

#define NFDATA   (*((unsigned short *)0xB0200080))

#define NFDATA   (*((unsigned int*)0xB0200080))

 

 

如何通过软件编程方式操作Nand flash(P695)

1.向命令寄存器（NFCMMD）写入操作Nand Flash的命令

2.向地址寄存器（NFADDR）写入要操作的Nand flash的具体地址

3.向数据寄存器（NFDATA）写入要向Nand flash写入的数据

4.从数据寄存器（NFDATA）读出Nand flash中的数据

5.读取main区和spare区的ECC校验信息，进行数据校验

 

 

NFCONF  配置寄存器

NFCONT  控制寄存器

NFCMMD 命令寄存器

NFADDR  地址寄存器

NFDATA  数据寄存器

NFSTAT   状态寄存器

 

TACLS：表征的是从CLE/ALE命令锁存信号/地址锁存信号有效，到nWE写使能信号有效经过的时间。

HCLK = 7ns

Duration= HCLK　* TACLS>= 0ns

         = tCLS – tWP = 12 – 12 =0

         = tALS – tWP = 12 – 12 =0

         = 0ns

TACLS设置为15  F

TWRPH0：表征的是nWE写使能信号有效时间。

Duration= HCLK * (TWRPH0 +1) >= 12ns

         = tWP

         = 12ns

TWRPH0设置为15  F

TWRPH1：表征的是写使能信号无效之后，CLE/ALE信号还要持续的时间。

Duration= HCLK * (TWRPH1+1) >= 5ns

         =tCLH = 5ns

         =tALH = 5ns

TWRPH1置为15  F

 

Nand flashdatasheet

NFCONT   P709

Reg_nCEn:都是片选信号，s5pv210提供了4个片选信号给NandFlash,TPAD只用了一个片选信号，Reg_nCE0。

 

 

读NandFlash ID的程序

 

NFCONF =(0xF<<12)|(0xF<<8)|(0xF<<4)|(1<<1);

 

10

11110000

111100000000

1111000000000000

1111111111110010

 

读ID号：

ID1=0x9551D3EC

ID2=0x00000058

 

思考：如何以字节的方式访问NFDATA

Shell#nid

 ID=

0x000000EC

0x000000D3

0x00000051

0x00000095

0x00000058

 

Nand Flash