1.nand接口

s3c2440板的Nand Flash模塊由兩部分組成：Nand Flash控制器(集成在s3c2440)和Nand Flash存儲芯片(K9F1208U0B)兩大部分組成。當(dāng)要訪問Nand Flash中的數(shù)據(jù)時,必須通過Nand Flash控制器發(fā)送命令序列才能完成。所以, Nand Flash相當(dāng)于s3c2440的一個外設(shè),而不位于它的內(nèi)存地址區(qū).。

Samsung的 K9F1208U0B，數(shù)據(jù)存儲容量為64MB ，采用塊頁式存儲管理。8 個I/O引腳充當(dāng)數(shù)據(jù)、地址、命令的復(fù)用端口。

2. 重要芯片引腳功能  

I/O0-7：復(fù)用引腳?？梢酝ㄟ^它向nand flash 芯片輸入數(shù)據(jù)、地址、nand flash 命令以及輸出數(shù)據(jù)和操作狀態(tài)信息。  

CLE(Command Latch Enable):  命令鎖存允許  

ALE(Address Lactch Enable): 地址鎖存允許  

-CE: 芯片選擇      

-RE: 讀允許  

-WE: 寫允許  

-WP: 在寫或擦除期間，提供寫保護  

R/-B: 讀/忙輸出  

3.芯片內(nèi)部存儲布局

一片Nand flash 為一個設(shè)備(device), 其數(shù)據(jù)存儲分層為：  

1設(shè)備(Device) = 4096 塊(Blocks)  

1塊(Block) = 32 頁/ (Pages/rows) ;頁與行是相同的意思,叫法不一樣  

1頁(Page) = 528 字節(jié)(Bytes) = 數(shù)據(jù)塊大小(512Bytes) + OOB 塊大小(16Bytes)  

在每一頁中，最后16 個字節(jié) （又稱OOB）用于Nand Flash 命令執(zhí)行完后設(shè)置狀態(tài)用，剩余512 個字節(jié)又分為前半部分和后半部分?？梢酝ㄟ^Nand Flash 命令00h/01h/50h 分別對前半部、后半部、OOB 進行定位通過Nand Flash 內(nèi)置的指針指向各自的首地址。 

4.尋址方式  

Samsung K9F1208U0B Nand Flash 片內(nèi)尋址采用26 位地址形式。從第0 位開始分四次通過I/O0 －I/O7 進傳送，并進行片內(nèi)尋址。具體含義如下：  

0－7 位：字節(jié)在上半部、下半部及OOB 內(nèi)的偏移地址  

8 位：值為0 代表對一頁內(nèi)前256 個字節(jié)進行尋址  

值為1 代表對一頁內(nèi)后256 個字節(jié)進行尋址  

9－13位：對頁進行尋址  

14－25 位：對塊進行尋址  

當(dāng)傳送地址時,從位0 開始 

5.存儲操作特點： 

1. 擦除操作的最小單位是塊，讀寫的最小的單位是頁 
2. Nand Flash 芯片每一位(bit)只能從1 變?yōu)? ，而不能從0 變?yōu)?nbsp;1，所以在對其進行寫入操作之前要一定將相應(yīng)塊擦除(擦除即是將相應(yīng)塊得位全部變?yōu)?nbsp;1).  
3. OOB部分的第六字節(jié)(即517 字節(jié))標(biāo)志是否是壞塊，如果不是該值為FF ，否則為壞塊。  
4. 除OOB 第六字節(jié)外，通常至少把OOB 的前3 個字節(jié)存放Nand Flash 硬件ECC 碼

6. Nand flash工作原理及主要命令

Nand Flash 控制器通過將Nand Flash 芯片的內(nèi)設(shè)命令寫到其特殊功能寄存器中，從而實現(xiàn)對Nand flash 芯片讀、檢驗和編程控制的。特殊功能寄存器有：NFCONF 、NFCMD 、NFADDR 、NFDATA 、NFSTAT 、NFECC 。

主要命令如下

1.Read 1：  

功能：表示將要讀取Nand flash 存儲空間中一個頁的前半部分，并且將內(nèi)置指針定位到前半部分的第一個字節(jié)。  

命令代碼：00h  

2.Read 1：  

功能：表示將要讀取Nand flash 存儲空間中一個頁的后半部分，并且將內(nèi)置指針定位到后半部分的第一個字節(jié)。  

命令代碼：01h  

3.Read ID：  

功能：讀取Nand flash 芯片的ID 號  

命令代碼：90h  

4.Reset：  

功能：重啟芯片。  

命令代碼：FFh  

5.Page Program：  

功能：對頁進行編程命令, 用于寫操作。  

命令代碼：首先寫入00h(A 區(qū))/01h(B 區(qū))/05h(C 區(qū)), 表示寫入那個區(qū); 再寫入80h 開始編程模式(寫入模式) ，接下來寫入地址和數(shù)據(jù); 最后寫入 10h 表示編程結(jié)束.  

6.Block Erase  

功能：塊擦除命令。  

命令代碼：首先寫入60h 進入擦寫模式，然后輸入塊地址; 接下來寫入D0h, 表示擦寫結(jié)束.  

7.Read Status  

功能：讀取內(nèi)部狀態(tài)寄存器值命令。  

命令代碼：70h  

7.Nand Flash 控制器中的硬件 ECC 介紹 

1 ECC產(chǎn)生方法  

ECC 是用于對存儲器之間傳送數(shù)據(jù)正確進行校驗的一種算法，分硬件ECC 和軟件ECC 算法兩種，在S3C2410 的Nand Flash 控制器中實現(xiàn)了由硬件電路 （ECC 生成器）實現(xiàn)的硬件ECC 。  

2 ECC生成器工作過程  

當(dāng)寫入數(shù)據(jù)到Nand flash 存儲空間時， ECC 生成器會在寫入數(shù)據(jù)完畢后自動生成ECC 碼，將其放入到ECC0 －ECC2 。當(dāng)讀出數(shù)據(jù)時Nand Flash 同樣會在讀數(shù)據(jù)完畢后，自動生成ECC 碼將其放到ECC0 －ECC2 當(dāng)中。  

3 ECC 的運用  

當(dāng)寫入數(shù)據(jù)時，可以在每頁寫完數(shù)據(jù)后將產(chǎn)生的ECC 碼放入到OOB 指定的位置(Byte 6)去，這樣就完成了ECC 碼的存儲。這樣當(dāng)讀出該頁數(shù)據(jù)時，將所需數(shù)據(jù)以及整個OOB 讀出，然后將指定位置的ECC 碼與讀出數(shù)據(jù)后在ECC0 －ECC1 的實際產(chǎn)生的ECC 碼進  對比，如果相等則讀出正確，若不相等則讀取錯誤需要進行重讀。 

8.NAND Flash的讀寫操作：

1. 設(shè)置NFCONF,NFCONT寄存器，配置NANDFLASH。NFCONF中的TACLS,TWRPH0,TWRPH1字段與Flash訪問時序有關(guān)。
2. 選擇芯片，NAND片選
3. 向NFCMD寫入命令
4. 向NFADDR寫入地址 
5. 等待數(shù)據(jù)就緒，
6. 讀/寫數(shù)據(jù)，通過寄存器NFSTAT檢測NAND Flash的狀態(tài),檢測R/nB信號以確認操作是否完成。
7. 取消片選

9.NAND啟動

當(dāng)CPU啟動方式設(shè)置為NAND啟動時，上電開機，S3C2440的內(nèi)部boot code執(zhí)行，自動把nand flash的最開始4K數(shù)據(jù)拷貝到s3c2440內(nèi)部RAM，并且從這部分代碼偏移0處開始執(zhí)行。s3c2440內(nèi)部RAM映射地址為0，所以u-boot可以認為是是從內(nèi)存的0地址開始執(zhí)行。