基于dsPIC30F6010A的并口NANDFlash驱动设计与实现

1、    基于dspic30f6010a的并口nandflash驱动设计与实现    陆鹏摘 要本文通过分析8位并口nand flash的工作时序，设计其在dspic30f 6010a单片机下的软件驱动，能够实现对nand flash的读写擦除等各种操作。关键词nand flash;dspic30f6010a;并口;驱动中图分类号： tp316.2             文献标识码： adoi：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.09.0440 前言nand flash

2、是嵌入式设计中常见的存储器。8位并口nand flash是指數据线宽度为8位，通信接口为并行接口的nand flash，在其与微处理器的配合应用中，nand fla sh与微处理器一般采用如图1所示的连接方式。微处理器软件驱动的设计是根据nand flash的工作时序，通过配置相关寄存器进行相应操作来实现的。本文中nand flash使用micron公司的mt29f2g08系列进行说明，微处理器则使用了microchip公司的16位高性能单片机dspic30f6010a。1 nand flash信号时序从软件驱动角度来讲，nand flash最基本的操作有四种，即命令输入、地址输入、数据输入、

3、数据输出。所有的nand flash接口命令都是由这四种操作组合而成，以mt29f2g08的read page命令为例，它是由两个命令输入操作（0x00，0x30）、五个地址输入操作以及若干数据输出操作组成，read page命令时序如图2所示。因此如果在微处理上实现这四种基本操作，就能实现所有的接口命令，即实现了nand flash的驱动设计。为了实现这四种操作，我们需要明确两个内容：一，四种操作中接口信号的电平;二，接口信号及各信号之间的时间要求。这两项内容均在nand flash的器件手册上有明确要求。以mt29f2g08为例，在它的的异步接口模式列表中（表1），我们可以得到四种操作的接

4、口信号电平要求。以命令输入（comm and input）为例，从表1中可以得到接口信号电平要求为：当ce#为低，cle为高，ale为低，we#的上升沿，wp#为高时，完成命令输入操作。接口信号及各信号之间的时间要求通过时序定义来得到。命令输入的时序定义如图3所示，接口信号的时间要求在表2中列出。因命令输入发生在we#上升沿，因此与we#上升沿相关的几个时间是设计的关键所在：twp写使能脉冲宽度时间-最小为10ns;tds数据建立时间-最小7ns，即命令输入后we#需至少保持使能7ns才可以置高;tdh数据保持时间-最少5ns，即we#置高后命令需要至少保持5ns;tcls命令锁存使能建立时间

5、-最少10ns;tclh命令锁存使能保持时间-最小为5ns，即we#置高后cle需至少保持为高5ns。得到接口信号的电平和时间要求后，就可以在微处理器上编程实现对nand flash的各种操作。2 软件驱动实现在进行nand flash驱动编程之前，我们需要对微处理器dspic30f6010a的i/o按照图1所示的连接方式进行配置，分别将ce#、re#， we#、r/b#、ale、cle、wp#、i/o7：0配置到所需的i/o口，其中ce#、re#、we#、ale、cle、wp#为输出端口，r/b#为输入端口，i/o7：0在命令输入、地址输入、数据输入三种操作时为输出端口，在数据输出操作时为输

6、入端口。时间方面，本例中dspic30f6010a系统时钟设置为24mhz，因此指令周期fcy为24mhz/4为6mhz，即一条指令所用时间为167ns。以命令输入操作为例，将其定义为函数flashwritecmd（），为函数定义一个参数cmd，根据上一小节所讲，按照命令输入的时序要求，将函数编写如下：void flashwritecmd（unsigned char cmd）trisdata &= （0x00ff） ; / re0re7输出ale=0;cle=1;_nop_（）;  _nop_（）; /tclswe=0;_nop_（）;  _nop_（）; _nop

7、_（）; _nop_（）;_nop_（）;  _nop_（）; _nop_（）; _nop_（）;_nop_（）;  _nop_（）; _nop_（）; _nop_（）;/twpdataout= （dataout  & 0xff00） | cmd）;_nop_（）;  _nop_（）; /tdswe=1;_nop_（）;  _nop_（）;  _nop_（）;/ tdh， tclhcle=0;按同样思路完成其他三种基本操作的函数编程，分别定义为：地址输入函数flashwriteaddr（），数据输入函数flash wr ite

8、port（），数据输出函数flashreadport（），以这四个函数为基础即可实现所有接口命令函数，下面以接口命令read page为例说明。将read page命令定义为函数flashreadbyte（），为函数定义五个参数，read_num读取字节数量，byteaddr字节地址，pageaddr页地址，blockaddr块地址，以及buf字节存储位置。如图1所示，read page命令需要首先发送命令0x00，然后发送五个周期的地址，再发送命令0x30，之后等待r/b#（rdy）信号为高后才能进行数据读取，依此函数编程如下：void flashreadbyte（unsigned intr

9、ead_number，unsigned int byteaddr，unsignedchar pageaddr，unsigned int blockaddr，unsignedchar *buf）unsigned int j，ce=0;flashwritecmd（0x00）; /讀命令周期1flashwriteaddr（byteaddr&0xff）; /写字节低位地址flashwriteaddr（byteaddr>>8）&0x3f）; /写字节高位地址flashwriteaddr（pageaddr）; /写页地址flashwriteaddr（blockaddr>&

10、gt;1）&0xff）; /写块低位地址flashwriteaddr（blockaddr>>9）&0x0f）; /写块高位地址flashwritecmd（0x30）; /读命令周期2delay_us（20）;nand_waitready（）;/等待rdy信号置高for（j=0;j<read_number;j+）< p>clrwdt（）;*buf=flashreadport（）; /读取数据buf+;ce=1;依照类似方法可实现nand flash规定的所有接口命令。需要注意的是在实现函数时，要将时间留出余量，以免出现异常错误。3 结论本文介绍的驱动程序已经应用在项目中，实际结果显示程序功能正确、稳定可靠。虽然驱动是基于dspic30f6010a单片机，但其方法可以用于任意微处理器，此外驱动可适用于任何符合onfi1.0标准的nand flash器件，有良好的通用性。参考文献1rino micheloni，luca crippa，alessi