• 當(dāng)ALE為高電平時(shí)傳輸?shù)氖堑刂贰?/li>
• 當(dāng)CLE為高電平時(shí)傳輸?shù)氖敲睢?/li>
• 當(dāng)ALE和CLE都為低電平時(shí)傳輸?shù)氖菙?shù)據(jù)。

問(wèn)3. 數(shù)據(jù)線既接到NAND FLASH，也接到NOR FLASH，還接到SDRAM、DM9000等等
那么怎么避免干擾？
答3. 這些設(shè)備，要訪問(wèn)之必須"選中"，沒(méi)有選中的芯片不會(huì)工作，相當(dāng)于沒(méi)接一樣。

問(wèn)4. 假設(shè)燒寫(xiě)NAND FLASH，把命令、地址、數(shù)據(jù)發(fā)給它之后，NAND FLASH肯定不可能瞬間完成燒寫(xiě)的，怎么判斷燒寫(xiě)完成？
答4. 通過(guò)狀態(tài)引腳RnB來(lái)判斷：它為高電平表示就緒，它為低電平表示正忙

問(wèn)5. 怎么操作NAND FLASH呢？
答5. 根據(jù)NAND FLASH的芯片手冊(cè)，一般的過(guò)程是：

• 發(fā)出命令
• 發(fā)出地址
• 發(fā)出數(shù)據(jù)/讀數(shù)據(jù)

看上面的命令表格，不容易看，我們看一下讀ID的時(shí)序圖，

發(fā)地址：

發(fā)數(shù)據(jù)：

讀數(shù)據(jù) ：

用UBOOT來(lái)體驗(yàn)NAND FLASH的操作：
1.讀ID

下圖是讀操作時(shí)序圖

二、NandFlash時(shí)序及初始化

NAND FLASH時(shí)序圖，如下所示：

所以NFCONF寄存器設(shè)置如下

#define  TACLS   0
#define  TWRPH0  1
#define  TWRPH1  0
/*設(shè)置NAND FLASH的時(shí)序*/
NFCONF = (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);

MODE [0]: 設(shè)置為1，使能NAND FLASH。
Reg_nCE [1]: 設(shè)置為1，禁止片選。因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在還沒(méi)有使用。為例錯(cuò)誤的操作。
InitECC [4]: 初始化ECC的編碼器，后邊要使用，我們?cè)O(shè)置為1，來(lái)初始化。
所以NFCONF寄存器設(shè)置如下：

/*使能NAND FLASH控制器,初始化ECC，禁止片選*/
NFCONT = (1<<4) | (1<<1) | (1<<0);

三、NandFlash的芯片id讀取

參考NAND FLASHh的芯片手冊(cè)，如下圖所示：（NAND FLASH讀操作時(shí)序圖）

一般先操作片選使能，只有片選使能之后才能進(jìn)行后邊的操作，片選是能代碼如下：

void nand_select(void)
{
    /*使能片選*/
    NFCONT &=~(1<<1);
}

有使能片選，一定有禁止片選，禁止片選的代碼如下：

void nand_deselect(void)
{
   /*禁止片選*/
   NFCONT |= (1<<1);
}

按照從左往右的時(shí)間點(diǎn)，來(lái)分析，片選信號(hào)像一個(gè)總開(kāi)關(guān)，只有使能了片選信號(hào)，后續(xù)的操作才會(huì)有意義，我們使能片選信號(hào)之后，片選引腳nCE后續(xù)一直為低電平，在前面的命令時(shí)序圖中知道tCLS和tWP最小的時(shí)間參數(shù)都是12us，就表明CLE和nWE這兩個(gè)信號(hào)可以同時(shí)發(fā)出，就表示要命令了，對(duì)于寫(xiě)什么命令，就要看數(shù)據(jù)總線上要發(fā)送的命令了，當(dāng)CLE從高電平變?yōu)榈碗娖胶?，表示上次的?xiě)操作已經(jīng)結(jié)束了。

對(duì)于上面復(fù)雜的時(shí)序，我們可以使用2440上的NAND FLASH控制器簡(jiǎn)化操作，只需要往NFCMMD寄存器寫(xiě)入要傳輸?shù)拿罹涂梢粤耍琋AND FLASH控制器默認(rèn)把上面復(fù)雜的時(shí)序發(fā)出來(lái)。

發(fā)命令后，后面就需要發(fā)送地址了，當(dāng)nWE和ALE有效的時(shí)候，表示寫(xiě)地址，上圖中，要寫(xiě)入的地址是0x00，當(dāng)ALE從高電平變?yōu)榈碗娖降臅r(shí)候，表示寫(xiě)地址結(jié)束，我們可以簡(jiǎn)化為:往NFADDR寄存器中寫(xiě)值就可以了，比如：NFADDR=0x00。
下面寫(xiě)代碼：發(fā)命令的函數(shù)，和發(fā)地址的函數(shù)代碼如下：

void nand_cmd(unsigned char cmd)
{
    volatile int i;
    NFCCMD = cmd;
    for(i=0; i<10; i++);
}

void nand_addr_byte(unsigned char addr)
{
   volatile int i;
   NFADDR = addr;
   for(i=0; i<10; i++);
}

接下來(lái)就可以讀取數(shù)據(jù)了，數(shù)據(jù)可以直接通過(guò)讀取NFDATA寄存器里面數(shù)據(jù)來(lái)獲得數(shù)據(jù)，根據(jù)時(shí)序圖，是讀5個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，代碼如下：

unsigned char nand_data(void)
{
    return  NFDATA;
}

讀芯片ID之前先打開(kāi)片選， 讀取芯片ID函數(shù)，代碼如下：

void nand_chip_id(void)
{ 
unsigned char buf[5]={0};

nand_select(); 
nand_cmd(0x90);
nand_addr_byte(0x00);

buf[0] = nand_data();
buf[1] = nand_data();   
buf[2] = nand_data();
buf[3] = nand_data();
buf[4] = nand_data();   
nand_deselect();    

printf("maker   id  = 0x%x\n\r",buf[0]);
printf("device  id  = 0x%x\n\r",buf[1]);    
printf("3rd byte    = 0x%x\n\r",buf[2]);        
printf("4th byte    = 0x%x\n\r",buf[3]);            
printf("page  size  = %d kb\n\r",1  <<  (buf[3] & 0x03));   
printf("block size  = %d kb\n\r",64 << ((buf[3] >> 4) & 0x03)); 
printf("5th byte    = 0x%x\n\r",buf[4]);
}

下面再寫(xiě)一個(gè)打印菜單的函數(shù)，在菜單中調(diào)用讀取芯片ID的函數(shù)，代碼如下:

void nand_flash_test(void)
{
char c;

while (1)
{
    /* 打印菜單, 供我們選擇測(cè)試內(nèi)容 */
    printf("[s] Scan nand flash\n\r");
    printf("[e] Erase nand flash\n\r");
    printf("[w] Write nand flash\n\r");
    printf("[r] Read nand flash\n\r");
    printf("[q] quit\n\r");
    printf("Enter selection: ");

    c = getchar();
    printf("%c\n\r", c);

    /* 測(cè)試內(nèi)容:
     * 1. 識(shí)別nand flash
     * 2. 擦除nand flash某個(gè)扇區(qū)
     * 3. 編寫(xiě)某個(gè)地址
     * 4. 讀某個(gè)地址
     */
    switch (c)       
    {
        case 'q':
        case 'Q':
            return;
            break;
            
        case 's':
        case 'S':
            nand_chip_id();
            break;

        case 'e':
        case 'E':
            break;

        case 'w':
        case 'W':
            break;

        case 'r':
        case 'R':
            break;
        default:
            break;
    }
}

在主函數(shù)中調(diào)用nand flash的初始化函數(shù)，和nand flash的測(cè)試函數(shù)。

int main(void)
{
   led_init();
   //interrupt_init();  /* 初始化中斷控制器 */
   key_eint_init();   /* 初始化按鍵, 設(shè)為中斷源 */
   //timer_init();

   puts("\n\rg_A = ");
   printHex(g_A);
   puts("\n\r");

   //nor_flash_test();
   nand_init();
   nand_flash_test();

   return 0;
}

四、NandFlash的數(shù)據(jù)讀取

在上節(jié) 我們實(shí)現(xiàn)了芯片ID的讀取，可是那個(gè)程序已經(jīng)超過(guò)了4k，我們想把它燒到開(kāi)發(fā)板的話，必需把它燒寫(xiě)到NOR FLASH上去，這節(jié)我們來(lái)講解NAND FLASH數(shù)據(jù)的讀取，并且實(shí)現(xiàn)超過(guò)4k的程序從NAND FLASH啟動(dòng)。

下圖為NAND FLASH內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，從圖中可以可以知道，一個(gè)page含有2k 字節(jié)的頁(yè)數(shù)據(jù)，和64字節(jié)的oob區(qū)，后面會(huì)介紹頁(yè)數(shù)據(jù)和oob區(qū)有什么關(guān)系。

為了形象在下面說(shuō)一個(gè)幽默的對(duì)話來(lái)說(shuō)明一下CPU和NAND FLASH的功能：
CPU大爺: 小nand啊，你的性能比不上小nor啊，聽(tīng)說(shuō)你有位反轉(zhuǎn)的毛病
Nand : 是的，大爺，位反轉(zhuǎn)是我天生的毛病，時(shí)有時(shí)無(wú)
CPU大爺:靠，你說(shuō)你價(jià)格便宜容量大，這不是害我嘛
Nand : 沒(méi)事，我有偏方，用OOB就可以解決這問(wèn)題
CPU大爺:得得得，你那偏方是什么也別告訴我，我只管能讀寫(xiě)正確的數(shù)據(jù)
Nand : 是的，大爺，我這OOB偏方也就我自個(gè)私下使用。您就像使用nor一樣使喚我就可以了。
下圖為讀NAND FLASH的時(shí)序操作：

void wait_ready(void)
{
    while (!(NFSTAT & 1));
}

nand_read函數(shù)為NAND FLASH的讀函數(shù)，代碼如下：

void nand_read(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len)
{
int i = 0;
int page = addr / 2048;
int col  = addr & (2048 - 1);

nand_select(); 

while (i < len)
{
    /* 發(fā)出00h命令 */
    nand_cmd(00);

    /* 發(fā)出地址 */
    /* col addr */
    nand_addr_byte(col & 0xff);
    nand_addr_byte((col>>8) & 0xff);

    /* row/page addr */
    nand_addr_byte(page & 0xff);
    nand_addr_byte((page>>8) & 0xff);
    nand_addr_byte((page>>16) & 0xff);

    /* 發(fā)出30h命令 */
    nand_cmd(0x30);

    /* 等待就緒 */
    wait_ready();

    /* 讀數(shù)據(jù) */
    for (; (col < 2048) && (i < len); col++)
    {
        buf[i++] = nand_data();         
    }
    if (i == len)
        break;

    col = 0;
    page++;
}

nand_deselect();    
}

在init.c文件中，加上如下代碼，用來(lái)判斷所使用的FLASH是NOR FLASH還是NAND FLASH。代碼如下：

int isBootFromNorFlash(void)
{
volatile unsigned int *p = (volatile unsigned int *)0;
unsigned int val = *p;

*p = 0x12345678;
if (*p == 0x12345678)
{
    /* 寫(xiě)成功, 對(duì)應(yīng)nand啟動(dòng) */
    *p = val;
    return 0;
}
else
{
    return 1;
}
}

在init.c文件中的copy2sdram函數(shù)里面加上如下代碼，用來(lái)支持NAND FLASH啟動(dòng)，當(dāng)isBootFromNorFlash函數(shù)的返回值為1時(shí)，是從NOR FLASH啟動(dòng)，當(dāng)isBootFromNorFlash函數(shù)的返回值為0是，是從NAND FLASH啟動(dòng)。

if (isBootFromNorFlash())
{
    while (dest < end)
    {
        *dest++ = *src++;
    }
}
else
{
    nand_init();
    nand_read(src, dest, len);
}
}

五、NandFlash的擦除與燒寫(xiě)

我們本節(jié)需要做的事情：

• 實(shí)現(xiàn)nand_erase
• 實(shí)現(xiàn)nand_write

• 實(shí)現(xiàn)測(cè)試菜單
  下面我們逐個(gè)來(lái)實(shí)現(xiàn)他們：
  

  本節(jié)講的NAND FLASH的燒寫(xiě)和擦除還是比較簡(jiǎn)單的，它只涉及到頁(yè)數(shù)據(jù)區(qū)，不涉及到oob區(qū)，擦出的時(shí)候是以塊為單位。下圖為擦除的時(shí)序圖：
  我們就根據(jù)擦除的時(shí)序圖發(fā)出對(duì)應(yīng)的命令和地址，NAND FLASH是以塊為單位進(jìn)行擦除的，假如我們傳入len的值為1，但是它仍然會(huì)擦出一個(gè)塊（128k字節(jié)），我們根據(jù)芯片手冊(cè)，來(lái)操作NAND FLASH的擦出操作，函數(shù)功能：從addr地址開(kāi)始，擦除len長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)。代碼如下：

int nand_erase(unsigned int addr, unsigned int len)
{
int page = addr / 2048;

if (addr & (0x1FFFF))
{
    printf("nand_erase err, addr is not block align\n\r");
    return -1;
}

if (len & (0x1FFFF))
{
    printf("nand_erase err, len is not block align\n\r");
    return -1;
}

nand_select(); 

while (1)
{
    page = addr / 2048;
    
    nand_cmd(0x60);
    
    /* row/page addr */
    nand_addr_byte(page & 0xff);
    nand_addr_byte((page>>8) & 0xff);
    nand_addr_byte((page>>16) & 0xff);

    nand_cmd(0xD0);

    wait_ready();

    len -= (128*1024);
    if (len == 0)
        break;
    addr += (128*1024);
}

nand_deselect();    
return 0;
}

操作NAND FLASH之前要，選中芯片，然后就可以根據(jù)芯片手冊(cè)來(lái)操作NAND FLASH的擦除操作了，操作完之后，要取消片選。

往NAND FLASH寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，只需要把要寫(xiě)的數(shù)據(jù)復(fù)制給NFDATA寄存器即可。代碼如下

void nand_w_data(unsigned char val)
{
    NFDATA = val;
}

從上圖中的NAND FLASH燒寫(xiě)時(shí)序圖可以知道對(duì)于NAND FLASH的燒寫(xiě)，先發(fā)出0x80命令，再發(fā)出地址周期，然后發(fā)出要燒寫(xiě)的數(shù)據(jù)，最后發(fā)出0x10，就開(kāi)始內(nèi)部燒寫(xiě)，然后等待燒寫(xiě)成功。（我們寫(xiě)數(shù)據(jù)的時(shí)候是逐頁(yè)寫(xiě)的，開(kāi)始要燒寫(xiě)的數(shù)據(jù)地址可能不是該頁(yè)的起始地址）。操作之前需要選中片選，操作完之后取消片選，代碼如下:

void nand_write(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len)
{
int page = addr / 2048;
int col  = addr & (2048 - 1);
int i = 0;

nand_select(); 

while (1)
{
    nand_cmd(0x80);

    /* 發(fā)出地址 */
    /* col addr */
    nand_addr_byte(col & 0xff);
    nand_addr_byte((col>>8) & 0xff);
    
    /* row/page addr */
    nand_addr_byte(page & 0xff);
    nand_addr_byte((page>>8) & 0xff);
    nand_addr_byte((page>>16) & 0xff);

    /* 發(fā)出數(shù)據(jù) */
    for (; (col < 2048) && (i < len); )
    {
        nand_w_data(buf[i++]);
    }
    nand_cmd(0x10);
    wait_ready();

    if (i == len)
        break;
    else
    {
        /* 開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)page */
        col = 0;
        page++;
    }
    
}

nand_deselect();    
}

我們封裝擦除操作NAND FLASH函數(shù)的時(shí)候，每一次擦除的大小是一個(gè)塊(128*1024)代碼如下：

void do_erase_nand_flash(void)
{
unsigned int addr;

/* 獲得地址 */
printf("Enter the address of sector to erase: ");
addr = get_uint();

printf("erasing ...\n\r");
nand_erase(addr, 128*1024);
}

我們封裝讀取操作NAND FLASH函數(shù)，我們實(shí)現(xiàn)NAND FLASH每次的讀取，每次讀取64字節(jié)數(shù)據(jù)。把從地址addr讀取得到的64字節(jié)數(shù)據(jù)存放到buf緩沖區(qū)中，然后通過(guò)串口顯示出來(lái)，代碼如下圖所示：

void do_read_nand_flash(void)
{
unsigned int addr;
volatile unsigned char *p;
int i, j;
unsigned char c;
unsigned char str[16];
unsigned char buf[64];

/* 獲得地址 */
printf("Enter the address to read: ");
addr = get_uint();

nand_read(addr, buf, 64);
p = (volatile unsigned char *)buf;

printf("Data : \n\r");
/* 長(zhǎng)度固定為64 */
for (i = 0; i < 4; i++)
{
    /* 每行打印16個(gè)數(shù)據(jù) */
    for (j = 0; j < 16; j++)
    {
        /* 先打印數(shù)值 */
        c = *p++;
        str[j] = c;
        printf("%02x ", c);
    }

    printf("   ; ");

    for (j = 0; j < 16; j++)
    {
        /* 后打印字符 */
        if (str[j] < 0x20 || str[j] > 0x7e)  /* 不可視字符 */
            putchar('.');
        else
            putchar(str[j]);
    }
    printf("\n\r");
}
}

NAND FLASH的燒寫(xiě)封裝函數(shù)代碼如下：

void do_write_nand_flash(void)
{
unsigned int addr;
unsigned char str[100];
int i, j;
unsigned int val;

/* 獲得地址 */
printf("Enter the address of sector to write: ");
addr = get_uint();

printf("Enter the string to write: ");
gets(str);

printf("writing ...\n\r");
nand_write(addr, str, strlen(str)+1);

}

NAND FLASH的測(cè)試菜單函數(shù)代碼如下：

void nand_flash_test(void)
{
char c;

while (1)
{
    /* 打印菜單, 供我們選擇測(cè)試內(nèi)容 */
    printf("[s] Scan nand flash\n\r");
    printf("[e] Erase nand flash\n\r");
    printf("[w] Write nand flash\n\r");
    printf("[r] Read nand flash\n\r");
    printf("[q] quit\n\r");
    printf("Enter selection: ");

    c = getchar();
    printf("%c\n\r", c);

    /* 測(cè)試內(nèi)容:
     * 1. 識(shí)別nand flash
     * 2. 擦除nand flash某個(gè)扇區(qū)
     * 3. 編寫(xiě)某個(gè)地址
     * 4. 讀某個(gè)地址
     */
    switch (c)       
    {
        case 'q':
        case 'Q':
            return;
            break;
            
        case 's':
        case 'S':
            nand_chip_id();
            break;

        case 'e':
        case 'E':
            do_erase_nand_flash();
            break;

        case 'w':
        case 'W':
            do_write_nand_flash();
            break;

        case 'r':
        case 'R':
            do_read_nand_flash();
            break;
        default:
            break;
    }
}
}