《ARM Cortex-A9多核嵌入式系统开发教程》课件第十章

NandFlash控制器10NANDFlash功能介绍NANDFlash相关控制寄存器NANDFlash编程实例第10章NandFlash控制器10.1NandFlash功能介绍10.1.1Flash存储技术简介Flash存储器又称闪存，是一种可在线多次擦除的非易失性存储器，即掉电后数据不会丢失。Flash存储器主要分为NOR型Flash和NAND型Flash两种。NORFlash的接口与RAM完全相同，可以随意访问任意地址的数据。而NANDFlash的接口仅仅包含几个I/O引脚，这使得NORFlash适合于运行程序，而NANDFlash更适合于保存数据。一般而言，用NORFlash存储程序，而用NANDFlash存储数据。基于NANDFlash的设备通常也要搭配NORFlash以存储程序。

嵌入式Linux对NORFlash和NANDFlash的软件支持都很成熟。在NORFlash上常用jffs2文件系统，而在NANDFlash上常用yaffs文件系统。在更底层，由MTD自动程序实现对它们的读、写、擦除操作，同时也实现了EDC/ECC校验。第10章NandFlash控制器

综合上述：NORFlash与NANDFlash存储器各自的特点和优势，现在一般希望用NANDFlash启动和引导系统，而在DRAM上执行主程序。Exynos4412在设计上也恰好满足这一要求，它的启动代码可以在外部NANDFlash上执行。第10章NandFlash控制器10.1.2芯片介绍

目前市场上常见的8位NANDFlash芯片有三星公司的K9GAG08U0E、K9LBG08U0E、K9HCG08U1E等。由于不同型号的芯片的结构和容量不同，它们在寻址方式上有一定差异，所以程序代码并不通用。接下来，将以三星公司的K9GAG08U0E来做详细的介绍。第10章NandFlash控制器图10.1K9GAG08U0E芯片K9GAG08U0E是三星公司生产的采用NAND技术的大容量、高可靠性Flash存储器。该器件存储容量为16 Gb。第10章NandFlash控制器K9GAG08U0E物理结构的相关数据如下：1页 = 8K字节 + 436字节(空闲区域)1块 = (8K + 436)字节 × 128页 = (1M + 54.5K)字节

总容量 = 2076块 × 128页 × (8K + 436)字节 = (16608M + 883.9M)比特

图10.2K9GAG08U0E结构图第10章NandFlash控制器K9GAG08U0E的寻址周期：表10.2K9GAG08U0E操作周期第10章NandFlash控制器1. NANDFlash存储过程分析

NANDFlash原理图上只有8根数据线Data0～Data7，是典型的串口通信。另外的两个引脚CLE和ALE则用于区分当前传入的是命令还是地址。这样，NANDFlash控制器就根据传入的内容进行对应的动作。由于NANDFlashK9GAG08U0E的页大小是8KB，所以需要13位地址来进行寻址，称为列地址。第10章NandFlash控制器1. NANDFlash存储过程分析(3)

NANDFlash不能像内存一样直接读/写，要先发命令，再发地址，然后读/写数据。(4)

CLE为高电平时，Data0～Data7发出的是命令；ALE为高电平时，Data0～Data7发出的是地址；CLE/ALE都为低电平时，Data0～Data7发出的是数据。信号nWE控制着写操作，nRE控制着读操作。第10章NandFlash控制器表10.3K9GAG08U0E命令集第10章NandFlash控制器10.1.3芯片的主要操作写操作第10章NandFlash控制器写操作过程：(1)发送第一个编程命令“0x80”。(2)依次发送第1～5个周期地址。(3)向K9GAG08U0E发送第一页数据。(4)发送第二个编程指令“0x10”。(5)发送状态查询命令字“0x70”。(6)读取K9GAG08U0E的数据总线，判断I/O6的值或R/的值，直到I/O6 = 1或R/ = 1。(7)判断I/O0是否为0，如果是0，表示编程成功；如果为1，表示编程失败。第10章NandFlash控制器2.读操作第10章NandFlash控制器读操作过程：(1)发送第一个读操作命令“0x00”。(2)依次发送第1～5个周期的地址。(3)发送第二个读操作指令“0x30”。(4)从数据总线读取数据。(5)

ECC产生器进行校验。(6)根据ECC校验结果判断页面读操作是否完成。第10章NandFlash控制器3.擦除操作第10章NandFlash控制器擦除操作过程：(1)发送第一个擦除命令“0x60”。(2)依次发送第1～5个周期的地址。(3)发送第二个擦除指令“0xD0”。(4)发送状态查询命令字“0x70”。(5)读取K9GAG08U0E的数据总线，判断I/O6的值或R/的值，直到I/O6 = 1或R/ =

1。(6)判断I/O0是否为0，如果是0，则表示编程成功；如果为1，则表示编程失败。第10章NandFlash控制器10.2NandFlash相关控制寄存器1.

NANDFlash配置寄存器(NFCONF)该寄存器用于配置NANDFlash控制器读、写、擦除等主要操作参数，如表10.4所示。表10.4NANDFlash配置寄存器(NFCONF)第10章NandFlash控制器2.

NANDFlash控制寄存器(NFCONT)该寄存器用于配置NANDFlash的各种控制参数，如表10.5所示。第10章NandFlash控制器表10.5NANDFlash控制寄存器(NFCONT)第10章NandFlash控制器3.

NANDFlash命令寄存器(NFCMMD)该寄存器用于存储NANDFlash的命令值，如表10.6所示。表10.6NANDFlash命令寄存器(NFCMMD)第10章NandFlash控制器4.

NANDFlash命令寄存器(NFADDR)该寄存器用于存储NANDFlash的地址值，如表10.7所示。表10.7NANDFlash地址寄存器(NFADDR)第10章NandFlash控制器5. NANDFlash命令寄存器(NFDATA)该寄存器用于存储NANDFlash读/写的数据，如表10.8所示。表10.8NANDFlash数据寄存器(NFDATA)第10章NandFlash控制器6. NANDFlash控制寄存器(NFSTAT)该寄存器用于查询NANDFlash的各种状态值，如表10.9所示。表10.9NANDFlash控制寄存器(NFSTAT)第10章NandFlash控制器10.3NandFlash编程实例10.3.1电路连接

图10.7是K9GAG08U0E电路连接图。由图可知，电路连接比较简单，其中Xm0DATA0～Xm0DATA7为命令、地址、数据复用8位数据传输的引脚，其他控制引脚的连接如图所示。第10章N