ADS 下 flash 烧写程序原理及结构

Posted 2022-02-23 fanweisheng

本原理：在 windows 环境下借助 ADS 仿真器将在 SDRAM 中的一段存储区域中的数据写到 Nand flash 存 储空间中。烧写程序在纵向上分三层完成：

第一层: 主烧写函数（完成将在 SDRAM 中的一段存储区域中的数据写到 Nand flash 存储空间中）； 第二层: 为第一层主烧写函数提供支持的对 Nand flash 进行操作的页读、写，块擦除等函数； 第三层：为第二层提供具体 Nand flash 控制器中对特殊功能寄存器进行操作的核心函数，该层也是真正的

将数据能够在 SDRAM 和 Nand flash 之间实现传送的函数。

下面对其三层进行分述:

 

2.2 第三层实现说明

 

2.1.1 特殊功能寄存器定义

#define rNFCONF       (*(volatile unsigned int *)0x4e000000)

#define rNFCMD        (*(volatile unsigned char *)0x4e000004)

#define rNFADDR      (*(volatile unsigned char *)0x4e000008)

#define rNFDATA      (*(volatile unsigned char *)0x4e00000c)

#define rNFSTAT       (*(volatile unsigned int *)0x4e000010)

#define rNFECC         (*(volatile unsigned int *)0x4e000014)

#define rNFECC0      (*(volatile unsigned char *)0x4e000014)

#define rNFECC1      (*(volatile unsigned char *)0x4e000015)

#define rNFECC2      (*(volatile unsigned char *)0x4e000016)

 

2.1.2 操作的函数实现

1. 发送命令

#define NF_CMD(cmd)           rNFCMD=cmd; 2. 写入地址

#define NF_ADDR(addr)        rNFADDR=addr;

1. Nand Flash 芯片选中

#define NF_nFCE_L()             rNFCONF&=~(1<<11);

1. Nand Flash 芯片不选中

#define NF_nFCE_H()             rNFCONF|=(1<<11);

1. 初始化 ECC

#define NF_RSTECC()            rNFCONF|=(1<<12);

6. 读数据

 

#define NF_RDDATA()           (rNFDATA)

7. 写数据

#define NF_WRDATA(data) rNFDATA=data;

8. 获取 Nand Flash 芯片状态

#define NF_WAITRB()          while(!(rNFSTAT&(1<<0))); 0/假: 表示 Nand Flash 芯片忙状态

1/真：表示 Nand Flash 已经准备好

 

2.3 第二层实现说明

 

2.3.1    Nand Flash 初始化

void NF_Init(void)

/* 设置 Nand Flash 配置寄存器, 每一位的取值见 1.3 节 */ rNFCONF=(1<<15)|(1<<14)|(1<<13)|(1<<12)|(1<<11)|(TACLS<<8)|(TWRPH0<<4)|(TWRPH1<<0);

/* 复位外部 Nand Flash 芯片 */

NF_Reset();

 

2.3.2    Nand flash 复位

static void NF_Reset(void)

int i;

 

NF_nFCE_L(); /* 片选 Nand Flash 芯片*/ NF_CMD(0xFF); /* 复位命令 */ for(i=0;i<10;i++); /* 等待 tWB = 100ns. */ NF_WAITRB(); /* wait 200~500us; */ NF_nFCE_H();        /* 取消 Nand Flash 选中*/

 

2.3.3    获取 Nand flash ID 返回值为 Nand flash 芯片的 ID 号 unsigned short NF_CheckId(void)

int i;

unsigned short id;

 

NF_nFCE_L();                  /* 片选 Nand Flash 芯片*/ NF_CMD(0x90);    /* 发送读 ID 命令到 Nand Flash 芯片 */ NF_ADDR(0x0);                            /* 指定地址 0x0，芯片手册要求                   */ for(i=0;i<10;i++);                                  /* 等待 tWB = 100ns.   */ id=NF_RDDATA()<<8; /* 厂商 ID(K9S1208V:0xec) */ id|=NF_RDDATA();         /* 设备 ID(K9S1208V:0x76)  */

NF_nFCE_H();                   /* 取消 Nand Flash 选中*/ return id;

 

2.3.4    Nand flash 写入

以页为单位写入. 参数说明：block  块号

page   页号

buffer  指向内存中待写入 Nand flash 中的数据起始位置

返回值:      0：写错误

1：写成功

static int NF_WritePage(unsigned int block, unsigned int page, unsigned char *buffer)

int i;

unsigned int blockPage = (block<<5)+page; unsigned char *bufPt = buffer;

 

NF_RSTECC();     /* 初始化 ECC               */ NF_nFCE_L(); /* 片选 Nand Flash 芯片*/ NF_CMD(0x0);    /* 从 A 区开始写    */ NF_CMD(0x80); /* 写第一条命令   */ NF_ADDR(0);              /*  A0~A7 位(Column Address)  */

NF_ADDR(blockPage&0xff); /* A9­A16, (Page Address) */ NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff); /* A17­A24, (Page Address) */ NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff);  /* A25,  (Page Address) */

 

for(i=0;i<512;i++)

NF_WRDATA(*bufPt++);                /* 写一个页 512 字节到 Nand Flash 芯片 */

 

/*

* OOB 一共 16 Bytes, 每一个字节存放什么由程序员自己定义, 通常,

* 我们在 Byte0­Byte2 存 ECC 检验码. Byte6 存放坏块标志.

*/

seBuf[0]=rNFECC0; /* 读取 ECC 检验码 0 */ seBuf[1]=rNFECC1; /* 读取 ECC 检验码 1 */ seBuf[2]=rNFECC2; /* 读取 ECC 检验码 2 */ seBuf[5]=0xff;            /* 非坏块标志      */

 

for(i=0;i<16;i++)

NF_WRDATA(seBuf[i]); /* 写该页的 OOB 数据块 */

 

NF_CMD(0x10);   /* 结束写命令 */

 

/* 等待 Nand Flash 处于准备状态 */ for(i=0;i<10;i++);

NF_WAITRB();

 

/* 发送读状态命令给 Nand Flash */ NF_CMD(0x70);

for(i=0;i<3;i++);

 

if (NF_RDDATA()&0x1)

    /*如果写有错, 则标示为坏块   */ NF_nFCE_H(); /* 取消 Nand Flash 选中*/ NF_MarkBadBlock(block);

return 0;

else /* 正常退出 */

NF_nFCE_H(); /* 取消 Nand Flash 选中*/ return 1;

 

2.3.5     Nand flash 读取

参数说明：block：块号

page：页号 buffer：指向将要读取到内存中的起始位置

返回值：1：读成功

0：读失败

static int NF_ReadPage(unsigned int block, unsigned int page, unsigned char *buffer)

int i;

unsigned int blockPage; unsigned char ecc0, ecc1, ecc2; unsigned char *bufPt=buffer; unsigned char se[16];

 

page=page&0x1f; blockPage=(block<<5)+page; NF_RSTECC();   /* 初始化 ECC          */ NF_nFCE_L();            /* 片选 Nand Flash 芯片*/ NF_CMD(0x00);   /* 从 A 区开始读     */

NF_ADDR(0);       /*  A0~A7 位(Column Address)  */ NF_ADDR(blockPage&0xff);  /* A9­A16, (Page Address) */ NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff);       /* A17­A24, (Page Address) */ NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff);  /* A25,  (Page Address) */

 

/* 等待 Nand Flash 处于再准备状态 */ for(i=0;i<10;i++);

NF_WAITRB();    /*等待 tR(max 12us) */

/* 读整个页, 512 字节            */ for(i=0;i<512;i++)

*bufPt++=NF_RDDATA();

 

/* 读取 ECC 码 */ ecc0=rNFECC0; ecc1=rNFECC1; ecc2=rNFECC2;

 

/* 读取该页的 OOB 块 */ for(i=0;i<16;i++)

se[i]=NF_RDDATA();

 

NF_nFCE_H();   /* 取消 Nand Flash 选中*/

 

/* 校验 ECC 码, 并返回 */

if(ecc0==se[0] && ecc1==se[1] && ecc2==se[2]) return 1;

 

else

 

 

return 0;

 

 

2.3.6     Nand flash 标记坏块

如果是坏块, 通过写 OOB 块的 Byte6 把该块标记为坏块。

参数说明：block 块号

返回值：1：ok，成功完成标记。

0：表示写 OOB 块正确.

static int NF_MarkBadBlock(unsigned int block)

int i;

unsigned int blockPage=(block<<5);

 

seBuf[0]=0xff; seBuf[1]=0xff; seBuf[2]=0xff;

seBuf[5]=0x44;   /* 设置坏块标记 */

 

NF_nFCE_L(); /* 片选 Nand Flash 芯片*/ NF_CMD(0x50);   /* 从 C 区开始写                       */

NF_CMD(0x80); /* 发送编程命令, 让 Nand Flash 处理写状态 */ NF_ADDR(0x0); /* A0~A7 位(Column Address) */ NF_ADDR(blockPage&0xff); /* A9­A16, (Page Address) */ NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff); /* A17­A24, (Page Address) */ NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff);  /* A25,  (Page Address) */

 

/* 写 OOB 数据块 */ for(i=0;i<16;i++)

NF_WRDATA(seBuf[i]);

 

NF_CMD(0x10);    /* 结束写命令 */

 

/* 等待 NandFlash 准备好 */ for(i=0;i<10;i++); /* tWB = 100ns. */ NF_WAITRB();

 

/*读 NandFlash 的写状态 */ NF_CMD(0x70);

for(i=0;i<3;i++); /* twhr=60ns */ if (NF_RDDATA()&0x1)

 

 

 

 

else

 

NF_nFCE_H(); /* 取消 Nand Flash 选中*/ return 0;

 

NF_nFCE_H(); /* 取消 Nand Flash 选中*/

 

return 1;

 

2.3.7     Nand Flash 检查坏块

检查指定块是否是坏块. 参数说明：block：块号 返回值：1：指定块是坏块

0：指定块不是坏块。 static int NF_IsBadBlock(U32 block)

int i;

unsigned int blockPage; U8 data;

 

blockPage=(block<<5);

NF_nFCE_L();          /* 片选 Nand Flash 芯片*/ NF_CMD(0x50);            /* Read OOB 数据块          */ NF_ADDR(517&0xf); /* A0~A7 位(Column Address) */ NF_ADDR(blockPage&0xff); /* A9­A16, (Page Address) */

NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff);     /* A17­A24, (Page Address) */ NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff);  /* A25,  (Page Address) */

 

/* 等待 NandFlash 准备好 */ for(i=0;i<10;i++);   /* wait tWB(100ns) */ NF_WAITRB();

 

/* 读取读出值 */ data=NF_RDDATA();

NF_nFCE_H();  /* 取消 Nand Flash 选中*/

/* 如果 data 不为 0xff 时, 表示该块是坏块 */ if(data != 0xff)

return 1;

 

else

 

 

return 0;

 

 

2.3.8 擦除指定块中数据

参数说明：block 块号

返回值：0：擦除错误。（若是坏块直接返回 0；若擦除出现错误则标记为坏块然后返回 0）

 

1：成功擦除。

static int NF_EraseBlock(unsigned int block)

unsigned int blockPage=(block<<5); int i;

 

/* 如果该块是坏块, 则返回 */ if(NF_IsBadBlock(block))

return 0;

 

NF_nFCE_L();       /* 片选 Nand Flash 芯片*/ NF_CMD(0x60);  /* 设置擦写模式   */

NF_ADDR(blockPage&0xff); /* A9­A16, (Page Address) , 是基于块擦*/ NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff);     /* A17­A24, (Page Address) */ NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff); /* A25, (Page Address) */ NF_CMD(0xd0);   /* 发送擦写命令, 开始擦写 */

 

/* 等待 NandFlash 准备好 */ for(i=0;i<10;i++); /* tWB(100ns) */ NF_WAITRB();

 

/* 读取操作状态        */ NF_CMD(0x70);

if (NF_RDDATA()&0x1)

 

 

 

 

 

  else 

 

 

 

NF_nFCE_H(); /* 取消 Nand Flash 选中*/ NF_MarkBadBlock(block); /* 标记为坏块 */ return 0;

 

NF_nFCE_H(); /* 取消 Nand Flash 选中*/ return 1;

 

 

2.4 第一层的实现

2.4.1 NandFlash 烧写主函数说明 参数说明： block 块号

srcAddress SDRAM 中数据起始地址 fileSize 要烧写的数据长度

返回值: 无

void K9S1208_Program(unsigned int block, unsigned int srcAddress, unsigned int fileSize)

int i;

int programError=0; U32 blockIndex;

U8  *srcPt, *saveSrcPt;

 

srcPt=(U8 *)srcAddress; /* 文件起始地址 */ blockIndex = block; /* 块号 */

 

while(1)

saveSrcPt=srcPt;

/* 如果当前块是坏块, 跳过当前块 */ if(NF_IsBadBlock(blockIndex))

blockIndex++; /* 到下一个块 */ continue;

/* 在写之前, 必须先擦除, 如果擦除不成功, 跳过当前块 */ if(!NF_EraseBlock(blockIndex))

blockIndex++; /* 到下一个块 */ continue;

 

/* 写一个块, 一块有 32 页 */ for(i=0;i<32;i++)

/* 写入一个页, 如果出错, 停止写当前块 */ if(!NF_WritePage(blockIndex,i,srcPt))

programError=1; break;

/* 如果操作正常, 文件的写位置加上 1 页偏移,到下一页的起始位置 */ srcPt+=512;

/* 如果写地址没有超过文件长度, 继续; 超出则终止写 */

if((U32)srcPt>=(srcAddress+fileSize)) break;

 

/* 如果写一个块时, 其中某一页写失败, 则把写地址恢复写该块之前, 并跳过当前块 */ if(programError==1)

blockIndex++; srcPt=saveSrcPt; programError=0; continue;

/* 如果写地址没有超过文件长度, 继续; 超出则终止写 */ if((U32)srcPt >= (srcAddress+fileSize))

break;

 

/* 如果正常写成功, 继续写下一个块 */ blockIndex++;