ARM_s5pv210_arm_4

Nand Flash
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K9K8G08U0B.pdf
1.什么是Nand Flash
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Nand Flash
三星的K9K8G08U08 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：
（1）工作电压：3.3v
（2）存储容量：（1G+32M）*8bit
（3）写操作：按页（2k+64）Byte
擦除操作：按块（128k+4k）Byte
nand erase 0x0 0x10000
nand write 20008000 0x10000
（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可以有100k次的写和擦除。ECC校验（1bit/528Byte）（528字节中发现1bit数据）
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的封装形式
5.Nand Flash特性：
（1）在没写数据之前，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，必须要擦除。
（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块一定是好的
（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。
Vcc：电源
Vss：接地
nCE：（n表示上划线），片选信号，低电平有效。
I/O0~7：8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（Nand Flash控制器从表现形势看，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Nand Flash的），因此，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。
Nand Flash寄存器地址：

Nand Flash内部结构图：
1页：构成Nand Flash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：用于普通数据的存储。
spare区：用于存放附加信息，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*64 = （128k + 4k）Bytes
3.device：有若干块构成，8192块
1device = 8192block = （128k + 4k）Bytes * 8192 = （1G + 32M）Bytes = （1024M + 32M）bytes
8448Mbits = 1056Mbytes = （1024M+32M）bytes

Nand Flash （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Nand Flash容量，需要多少bit表示一个字节的地址？
（1）页内地址：2112 0~2111 12bit
（2）页号：524288 0~524287 19bit
要表示Nand Flash的一个字节的地址总共需要31bit

31bit地址如何发送？
由于Nand Flash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~A30 00000（页号地址）（行地址）

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

参考S5PV210 datasheet692页
Nand FLash控制器：
1.支持的页数：512Bytes，2KB,4KB,8KB
2.可以通过软件编程的方式对Nand Flash进行操作，读写擦除。
3.支持8位IO口的Nand Flash。
4.支持ECC校验，硬件产生，监测ECC校验码。软件纠错。
5.同时支持SLC和MLC工艺的Nand Flash。（此处SLC）
6.ECC校验：支持1bit/4bit/8bit/12bit/16bit
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。

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或者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 >= tCLS - tWP = 0;
TACLS 设置为15 F
TWRPH0：表征的是写使能信号有效时间。
Duration = HCLK * （TWRPH0 + 1） >= 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) >= tCLH = tALH = 5ns
TWRPH1 设置为15 F
以上三个时间看Nand Flash datasheet 24页

Reg_nCEn：都是片选信号，s5pv210提供了4个片选信号，这里只用到了Reg_nCE0.

编程：读Nand Flash ID的程序。

Nand FLash控制器:

NFCONF : 页大小（2k），SLC，时序值（计算时间），5个周期
NFCONT : 使能Nand Flash控制器，片选信号
NFCMMD : 命令寄存器
NFADDR : 地址寄存器
NFDATA : 数据寄存器
NFSTAT : 状态寄存器

当RnB信号由低电平跳变到高电平时，该bit位会被自动置1
表示FLASH可以读，读NFDATA
若要是该bit位清零则需要写1清零。

/******************************************************/
利用读页函数实现加载Linux内核文件到内存中，并运行Linux内核。

1.将Linux内核（Image文件）拷贝到/tftpbo ot/
2.启动开发板u-boot界面并烧写Image内核文件到nandflash中
（1）tarena#tftp 20008000 Image
（2）tarena# nand erase 0x600000 0xc00000/擦除这段内存/
（3）tarena# nand write 0x20008000 0x600000 0xc00000/将内存中的Image写入到NandFlash中0x600000 0xc00000中/

/坏块处理/
原则：
Nand Flash 8192块
64页

main区
spare区 坏块的标志
判断坏块就读每一块的第0页第2048字节（spare区 的第一个字节），如果不是0xFF则是坏块，如果是0xFF则是坏块
读第1页，第2048个字节（spare区的第一个字节），如果是0xFF，坏块。

好块：
第0页，第2048字节，0xFF
&&
第1页，第2048字节，0xFF

坏块：
第0页，第2048字节，不是0xFF
||
第1页，第2048字节，不是0xFF