S3C2440-Nandflash

三星公司是最主要的nandflash供应商，因此在它所开发的各类处理器中，实现对nandflash的支持就不足为奇了。s3c2440不仅具有nandflash的接口，而且还可以利用某些机制实现直接从nandflash启动并运行程序。本文只介绍如何对nandflash实现读、写、擦除等基本操作，不涉及nandflash启动程序的问题。

在这里，我们使用的nandflash为K9F2G08U0A，它是8位的nandflash。不同型号的nandflash的操作会有所不同，但硬件引脚基本相同，这给产品的开发带来了便利。因为不同型号的PCB板是一样的，只要更新一下软件就可以使用不同容量大小的nandflash。

K9F2G08U0A的一页为（2K＋64）字节（加号前面的2K表示的是main区容量，加号后面的64表示的是spare区容量），它的一块为64页，而整个设备包括了2048个块。这样算下来一共有2112M位容量，如果只算main区容量则有256M字节（即256M×8位）。要实现用8个IO口来要访问这么大的容量，K9F2G08U0A规定了用5个周期来实现。第一个周期访问的地址为A0"A7；第二个周期访问的地址为A8"A11，它作用在IO0"IO3上，而此时IO4"IO7必须为低电平；第三个周期访问的地址为A12"A19；第四个周期访问的地址为A20"A27；第五个周期访问的地址为A28，它作用在IO0上，而此时IO1"IO7必须为低电平。前两个周期传输的是列地址，后三个周期传输的是行地址。通过分析可知，列地址是用于寻址页内空间，行地址用于寻址页，如果要直接访问块，则需要从地址A18开始。

#include "2440addr.h"

#define CMD_READ1 0x00

#define CMD_READ2 0x30

#define CMD_READID 0x90

#define CMD_RESET 0xFF

#define CMD_WRITE1 0x80

#define CMD_WRITE2 0x10

#define CMD_BLOCKERASE1 0x60

#define CMD_BLOCKERASE2 0xD0

#define CMD_RANDOMWRITE 0x85

#define CMD_RANDOMREAD1 0x05

#define CMD_RANDOMREAD2 0xE0

#define CMD_READSTATE 0x70

#define NF_CMMD(cmd) rNFCMD = cmd

#define NF_ADDR(addr) rNFADDR = addr

#define NF_WRDATA(data) rNFDATA = data

#define NF_WRDATA8(data) rNFDATA8 = data

#define NF_RDDATA() rNFDATA

#define NF_RDDATA8() rNFDATA8

#define NF_CE_L() rNFCONT &= "(0x1＜＜1)

#define NF_CE_H() rNFCONT |= 0x1＜＜1

#define NF_MECC_LOCK() rNFCONT |= 0x1＜＜5

#define NF_MECC_ULOCK() rNFCONT &= "(0x1＜＜5)

#define NF_SECC_LOCK() rNFCONT |= 0x1＜＜6

#define NF_SECC_ULOCK() rNFCONT &= "(0x1＜＜6)

#define NF_RESETECC() rNFCONT |= 0x1＜＜4

#define NF_WAITRB() while(!(rNFSTAT&0x1))

#define NF_CLEARRB() rNFSTAT |= 0x1＜＜2

#define NF_DETECT() while(!(rNFSTAT&0x1＜＜2))

#define TACLS 1

#define TWRPH0 1

#define TWRPH1 1

#define U32 unsigned int

#define U8 unsigned char

U8 buffer[2048], Ecc[6];

U8 cmd, data, command;

U32 block, add, pagenumber, count;

U8 NF_BlockErase(U32 block){ //擦除以块为单位

U8 state;

NF_CE_L(); //打开nandflash片选

NF_CLEARRB(); //等待R/nB信号就绪

NF_CMMD(CMD_BLOCKERASE1);

NF_ADDR((block＜＜6)&0xff);

NF_ADDR((block＞＞2)&0xff);

NF_ADDR((block＞＞10)&0xff);

NF_CMMD(CMD_BLOCKERASE2);

NF_WAITRB();

NF_CMMD(CMD_READSTATE);

do{

state = NF_RDDATA8();

}while(!(state&0x40));

if(state&0x1){

while(!(rUTRSTAT0&0x4));

rUTXH0 = 0x40;

return 0x40; //0x40块擦除失败

}

else{

while(!(rUTRSTAT0&0x4));

rUTXH0 = 0x60;

return 0x60; //0x60块擦除成功

}

}

U8 NF_PageWrite(U32 pagenumber){

U32 i, mecc, secc;

U8 state;

NF_CE_L();

NF_RESETECC(); //复位ECC

NF_CLEARRB();

NF_CMMD(CMD_WRITE1);

NF_ADDR(0x00);

NF_ADDR(0x00);

NF_ADDR(pagenumber&0xff);

NF_ADDR((pagenumber＞＞8)&0xff);

NF_ADDR((pagenumber＞＞16)&0xff);

//先解锁main区，然后在main区读写，产生main区ECC校验，然后锁定ECC，这样ECC就被硬件写入rNFMECC0/1，我们将它读到spare

//区应该存放校验的位置2048"2051。在读写spare区的时候，即产生spare区的ECC，硬件把它自动写入rNFSECC中，会产生spare区

//的校验，两个字节，写到2052"2053，在读取的时候，我们将main区的ECC和spare区的ECC读出来，放入rNFMECCD0/1和rNFSECC中，

//硬件完成rNFMECC0/1,rNFSECC和rNFMECCD0/1,rNFSECCD的校验。

NF_MECC_ULOCK(); //解锁main区的ECC

for(i = 0; i ＜ 2048; i++){

NF_WRDATA8((char)(i+1)); //这个过程中产生ECC

}

NF_MECC_LOCK(); //锁定main区ECC

mecc = rNFMECC0; //读取main区ECC

Ecc[0] = (U8)(mecc&0xff);

Ecc[1] = (U8)((mecc＞＞8)&0xff);

Ecc[2] = (U8)((mecc＞＞16)&0xff);

Ecc[3] = (U8)((mecc＞＞24)&0xff);

NF_SECC_ULOCK(); //解锁main区的ECC

for(i = 0; i ＜ 4; i++){

NF_WRDATA8(Ecc[ i]); //将maina区的ECC写入spare前4个字节,这个过程产生spare区的ECC

}

NF_SECC_LOCK(); //锁定spare区的ECC

secc = rNFSECC; //读取spare区的ECC

Ecc[4] = (secc)&0xff;

Ecc[5] = (secc＞＞8)&0xff;

for(i = 4; i ＜ 6; i++){

NF_WRDATA8(Ecc[ i]); //将spare区的ECC写入spare

}

NF_CMMD(CMD_WRITE2);

NF_DETECT(); //等待R/nB信号变高，即不忙

NF_CMMD(CMD_READSTATE); //发读状态命令， 0x70

do{

state = NF_RDDATA8(); //检查状态 I/O 位0为0 是写成功 1 是失败， I/O 位6为0表示忙 为1是就绪

}while(!(state&0x40));

if(state&0x1){

while(!(rUTRSTAT0&0x4));

rUTXH0 = 0x43;

return 0x43; //0x43随机写失败

}

else{

while(!(rUTRSTAT0&0x4));

rUTXH0 = 0x63;

return 0x63; //0x63随机写成功

}

}

U8 NF_PageRead(U32 pagenumber){

U32 i, mecc, secc;

NF_CE_L();

NF_RESETECC();

NF_CLEARRB();

NF_CMMD(CMD_READ1);

NF_ADDR(0x00);

NF_ADDR(0x00);

NF_ADDR(pagenumber&0xff);

NF_ADDR((pagenumber＞＞8)&0xff);

NF_ADDR((pagenumber＞＞16)&0xff);

NF_CMMD(CMD_READ2);

NF_WAITRB();

NF_MECC_ULOCK();

for(i = 0; i ＜ 2048; i++){

buffer[ i] = NF_RDDATA8();

}

NF_MECC_LOCK();

NF_SECC_ULOCK();

mecc = NF_RDDATA();

NF_SECC_LOCK();

rNFMECCD0 = ((mecc&0xff00)＜＜8) | (mecc&0xff); //读取刚才的ECC 让rNFMECCD0/1,rNFSECCD与rNFMECC0/1,RNFSECC比较，看是否发生错误

rNFMECCD1 = ((mecc&0xff000000)＞＞8) | ((mecc&0xff0000)＞＞16); //校验是因为nandflash很容易发生位反转，坏块

secc = NF_RDDATA();

rNFSECCD = ((secc&0xff00)＜＜8)|(secc&0xff);

NF_CE_H();

if((rNFESTAT0 & 0x0f) == 0x0){ //如果低4位都是0，说明没有错误

while(!(rUTRSTAT0&0x4));

rUTXH0 = 0x66;

for(i = 0; i ＜ 8; i++){

while(!(rUTRSTAT0&0x4));

rUTXH0 = buffer[ i];

}

return 0x66;

}

else{

while(!(rUTRSTAT0&0x4));

rUTXH0 = 0x44;

return 0x44;

}

}