SAM4E單片機之旅——16、NAND Flash讀寫

這次大概介紹了一下NAND Flash，以及在ASF中使用它的方法。

一、 接線

這個開發(fā)板搭載了一個256 MB，8位的NAND Flash（MT29F2G08ABAEA）。引腳接線如下：

偷個懶，直接上引腳復(fù)用的圖。其中PC14表明該NAND FLASH需要作為SMC的外設(shè)0使用。通過使用NANDOE和NANDWE引腳說明需要使用芯片的NAND Flash控制邏輯。另外，PC18復(fù)用為輸入引腳，用以查詢芯片的狀態(tài)。

二、 NAND Flash

組織結(jié)構(gòu)與尋址

NAND Flash的容量較大。整片F(xiàn)lash分為若干個塊（Block），每個Block分為若干個頁（Page）。在每個頁中，除了數(shù)據(jù)區(qū)域，也包含若干“多余”的區(qū)域，用來進行ECC等操作。在進行擦除操作是，基本單位是“塊”；而編程的基本單位是“頁”。

另外，NAND Flash的物理特性決定了其在編程時，每個bit只能從1變成0。所以在寫入前，必須先對該塊進行擦除（擦除時把所有位置為1）。

該Flash的結(jié)構(gòu)如下（忽略plane）：

在尋址時，是通過行地址和列地址指定儲存單元的。其中行地址表示頁的編號，列地址表示指定在目標地址在該頁的位置。

讀寫時序

因為沒有地址線，所以讀寫較為復(fù)雜。讀寫時，需要先發(fā)送相應(yīng)操作命令，然后發(fā)送地址，才能進行數(shù)據(jù)傳輸。一個簡單的“頁讀取”操作時序圖如下：

該命令首先拷貝整個頁到NAND Flash的cache寄存器中，然后在需要輸出的時候，再從指定的列地址開始輸出。

PS，該NAND Flash支持在上電的時候自動送出第一頁的數(shù)據(jù)，所以經(jīng)過適當(dāng)?shù)呐渲茫彩强梢酝ㄟ^它進行Boot的。

CE# Don’t Care

在給NAND Flash發(fā)送完命令后，F(xiàn)lash需要一個準備的過程。在這個過程中，需要保持片選信號的有效。（據(jù)說否則Flash就會進入低功耗狀態(tài)）

一個簡單的方法是使用GPIO直接控制這個引腳。在ASF中使用的即是這個方法。

另外的方法即是使用Flash的“CE# Don’t Care”功能。開啟這個功能后，即使片選無效，F(xiàn)lash也會進行工作。這樣做的好處是不用再手動控制片選信號線外；同時可以在Flash進行內(nèi)部操作時，可以進行其他的片選。比如在一塊Flash忙時，可以給另外一塊Flash發(fā)送命令。但是，開啟這個功能可能會增加Flash的功耗。

三、 ASF中NAND Flash使用

準備

在ASF Wizard中添加“NAND Flash on EBI”模塊。

在conf_board.h中進行如下聲明，記得調(diào)用board_init()：

1#define CONF_BOARD_NAND

Flash 初始化

在board_init()之后，調(diào)用nand_flash_raw_initialize()即可完成NAND Flash的初始化工作。

12345678structnand_flash_raw nf_raw;memset((void*)&nf_raw, 0, sizeof(nf_raw));// Init NAND Flash, and get informations into nf_rawif(nand_flash_raw_initialize(&nf_raw, 0,BOARD_NF_COMMAND_ADDR, BOARD_NF_ADDRESS_ADDR, BOARD_NF_DATA_ADDR)) {MainExit();}

該函數(shù)中，會對SMC和若干引腳進行配置；同時對Bus matrix進行設(shè)置，以使用芯片提供的NAND Flash邏輯功能。

然后會對NAND Flash進行重置。接著就會讀取該Flash的ID，并根據(jù)該ID檢測Flash的參數(shù)，如page大小，block數(shù)目等。

基本操作

在nand_flash_raw.h中還提供了一些比較基礎(chǔ)的操作。

以下代碼對所有的塊進行擦除，若在擦除中碰到錯誤，則打印出來（這里printf會通過UART0口打印，以后有機會會說怎么實現(xiàn)）:

12345678910111213// Get NAND's information from nf_rawconststructnand_flash_model* nf_mod = &(nf_raw.model);intnum_block = nand_flash_model_get_device_size_in_blocks(nf_mod);// Erase all blockprintf("Erasing NAND Flash...nr");interror;for(inti = 0; i < num_block; i++) {error = nand_flash_raw_erase_block(&nf_raw, i);if(error == NAND_COMMON_ERROR_BADBLOCK) {printf("-E- Block %u is BAD block. nr", i);}}

還有page的寫入、讀取和拷貝等操作就不一一列舉了……