9.NandFlash的驱动_读操作2440

Posted 2020-06-13

9.NandFlash的驱动_读操作

在Makefile里添加nand.o，然后新建一个nand.c来实现NandFlash的读操作。

对NandFlash的读方式有两种：

1. 按页读（需要提供页地址，也就是行地址）。
2. 随机读（就是读取页里的某一列，需要提供页地址，也就是行地址和列地址）。

实现页读需要两个操作，一个是页地址，另一个是存放读出的数据的变量。所以定义的函数的原型：

void NF_PageRead(unsigned long addr,unsigned char* buff)

该函数根据NandFlash的手册：K9F2G08U0A.pdf中读的操作流程：

上面是TQ2440NandFlash读的操作流程，最下面的I/Ox是I/O pin角的输入输出信号。首先是发送命令：00h。接着是发送5个周期的地址Address(5Cycle)：三个周期的行地址和两个周期的列地址。

发送完地址后，紧接着就是发送命令30h。接着就是等待R/B信号变为高电平。从上图可以看到，当我们发送完30h命令后，信号从高电平变成低电平，进入忙的状态。这是CPU开始处理前面发送的命令和地址。等待完后就可以读取数据了。

    上面是页读的流程，但是这里需要补充一些公共的步骤：

    首先你要操作NandFlash，必须要先选中。接着是清除R/B信号。接着才是上面的操作。操作完，最后还得加上：取消选中NandFlash芯片。操作步骤如下：

从上面的步骤可以看到，首先是要选中NandFlash芯片，是通过NFCONT这个寄存器的[1]位来操作的：

从上面的说明看到，如果要Enable chip select，就是把[1]位置为0即可。然后习惯在操作NandFlash前要使能片选，操作完会禁止片选。一般写入0是采用与操作，写入1是采用或操作。所以代码实现：

选中NandFlash芯片：

上面，我们把[1]位先置为1，再取反变为0，最后与NFCONT相与，是NFCONT的[1]位为0.实现片选NandFlash。

上面是取消片选，情况跟使能片选相反。

 

 

接着是R/B信号的处理，它是在NFSTAT寄存器里的：

 

之所以需要先清除R/B信号，这是因为在进行一次NandFlash的操作前要确保上一次的操作已经被清除了，不会影响到这一次的操作。就是要先把这一位变为0，即是清除。然后后面我们只要检查这一位如果是1即可认为NandFlash处于可读写状态。然后注意到跟前面的中断一样，要把某一位变为0，就是往对应的位写入1.

实现代码：

清除完后就是发送命令00h了。

命令00h作为参数，通过send_cmd传递给NFCMD寄存器。

发送完命令就是发送地址了。

首先是发送列地址，但是这里采用按页读的，所以列地址都是0，由于每一次发送0位，所以是0x00，由下面的时序图知道，需要发送两次列地址。

实现代码：

发送完列地址，接着就是发送行地址。行地址是按照从低位到高位的顺序来发送，每次发送8位。三个周期的行地址的方式如下：

 

按照时序图，接下来是发送0x30命令，

发送完命令后进入等待，等待前面的操作完成。完成的标识是R/B信号变为高电平：

等待完R/B信号后，根据时序图，我们就可以实现信号的读取了。

读取是从NFDATA寄存器里面读取的。

每个页的大小在2440里是2K，根据型号不同，值可能不同。最后按页读的操作：

这里实现了NandFlash读的基本操作，但是在前面的学习知道，在操作一个硬件之前必须对该硬件进行初始化操作。

NandFlash初始化的操作流程：

NandFlash初始化要配置NandFlash的配置寄存器NFCONF和寄存器NFCONT

三个时序图的关系：

上面三个参数的取值运算：

我们的nandflash使用的HCLK，频率是100MHz的。那么他每震动一次对应的时间是10ns(1/100MHz).

上面有算TACLS>0ns

TWFPH0>12ns

TWFPH1>5ns的公式。

要实现duration=HCLK*TACLS=10ns*TACLS>0,只需要取TACLS=1，即可。

要实现duration=HCLK*(TWRPH0+1)=10ns*(TWRPH0+1)>12ns,只需要TWRPH0=2即可

要实现duration=HCLK*(TWRPH1+1)=10ns*(TWRPH1+1)>5ns,只需要TWRPH1=1,即可。

上面就是配置NandFlash配置寄存器的参数。

下面是NandFlash的控制寄存器

接下来是初始化我们的NFCONT。

先使能控制器，然后让取消片选：

操作完成还需要第三步是复位操作：

可以看到复位的操作很简单，就是发送FFh命令，然后等待R/B信号，等待从低变高表示完成了。

上面的学习知道，要操作NandFlash，首先要选中NandFlash，然后清除R/B信号。接着才是发送ffh命令来复位NandFlash，等待R/B信号复位完成。最后要取消选中NandFlash。

实现：

最后的NandFlash的初始化流程代码：

到这里我们才完成了NandFlash读的全部操作。

前面的学习知道：

从上面知道，当系统上电后，会拷贝NandFlash里的4KB代码到Stepping Stone去运行。而实际运行stepping stone里代码的是拷贝到内存里去运行的，最大是4KB。所以如果当我们的uboot的代码大于4KB的时候，就会拷贝不全，导致运行出错。

前面之所以要这样做是因为当初没有学习NandFlash的知识，不会直接从NandFlash拷贝代码到内存去运行，而是通过垫脚石。所以下面就直接从NandFlash拷贝代码到内存去运行，这样的程序就完整了。

要实现按页拷贝NandFlash里的内容，首先需要知道页的首地址。

这里地址的0-11位是列地址，即是页内偏移量。我们要的是页地址，所以需要把低12位去掉。按页拷贝的代码：

最后是修改start.S文件：

在内存初始化：

完成之后，由于我们的NandFlash的初始化是用C实现的，所以在调用NandFlash初始化的函数前需要对堆栈进行初始化。所以跳转如下：

最后是跳转到copy_to_ram，即是从iRam拷贝到内存运行的，此时我们是直接把NandFlash的代码拷贝到内存去运行了，所以此处的代码也需要修改。

上面就完成了所有的操作，make编译。

上面是2440和6410的操作步骤，但是210的还需要修改一个寄存器MPLLCON.