spi nor flash使用匯總
Overview
SPI flash, 分為spi flash, DUAL spi flash, QUAD spi flash,
3-wire spi, 4-wire spi, 6-wire spi. 在clock一定的情況下, 理論上線數越多速度越快
NOR flash和Nand flash相比
- NOR缺點: 價格貴, 容量小, 擦除塊大, 擦除速度慢, NOR flash擦出壽命為100,000次, 遠小於NAND flash的一百萬次. NOR可以單位元組程式設計, 也就是說一次只更新一個byte
- NOR優點: 讀速度快, 穩定不會出現位反轉, 不需要EDC和ECC, 不需要壞塊管理
- NOR flash通常一次可以寫一個位元組, NAND flash記憶體必須一次寫多個位元組(通常為512位元組)
NOR flash的優缺點決定了它的應用場: 適合儲存關鍵很少修改的資料, 比如bootloader kernel等程式碼；不適合尺寸較大經常修改的資料,比如使用者地圖, 庫檔案等
3 wire SPI
正常的SPI使用四根線: clock, cs, MOSI, MISO. 可以把MOSI MISO合併為一根線(slave out/slave in SISO)上實現半雙工. 主要用來實現低速傳輸
DUAL SPI
對於SPI flash來說, 全雙工並不常用, 因此擴充套件這兩根資料線, 使得他們支援半雙工傳輸, 加倍資料傳輸速度. 可以傳送一個命令位元組請求進入dual mode, 然後MOSI就變成了SIO0(Serial I/O 0), MISO變成了SIO1.
這種模式主要是針對SPI ROM, SPI flash裝置, 需要進行大資料量傳輸
QUAD SPI
quad SPI又增加了兩根I/O線(SIO2 SIO3), 可以在一個時鐘週期傳送四個data bits. 通過使用特殊的命令, 使能quad mode.
Double data rate
除了使用多根I/O線, 某些裝置還通過DDR技術增加傳輸速率
SPI NOR flash檔案系統支援
NOR flash和普通機械硬碟, SSD, EMMC的最大區別就是NOR flash在寫之前,需要確保寫的位置是已經擦除過的, 因此並不適合使用傳統的Ext2/3/4, FAT/NTFS等檔案系統
甚至YAFFS類的檔案系統也不適合NOR flash
JFFS和JFFS2
這兩個檔案系統都可以支援NOR flash, 並且提供了垃圾回收, 壞塊管理, 磨損平衡. 二者都存在檔案系統mount速度較慢的問題, 不適合大容量flash
YAFFS/YAFFS2
已經被踢出主線核心了, 基本廢棄了.
Cramfs/Squashfs
常規的只讀檔案系統, 都支援資料壓縮, 實現簡單, 速度快, 如果NOR flash存放的檔案系統是隻讀的, 儘量使用他們. 這些常規檔案系統工作在傳統塊裝置上, 需要核心支援
CONFIG_MTD_BLKDEVS=y
CONFIG_MTD_BLOCK=y
Ext2/3/4 FAT/NTFS
支援讀寫的塊裝置檔案系統不適合工作用在NOR flash上, 因為NOR flash寫操作會導致擦除操作, 速度慢, 影響壽命.
MTD模擬block device
開啟CONFIG_MTD_BLOCK和CONFIG_MTD_BLKDEVS
啟動後/dev/下會增加幾個block裝置
[email protected]:~# ls /dev/mtd
mtd0 mtd1 mtd2 mtd3 mtdblock0 mtdblock2
mtd0ro mtd1ro mtd2ro mtd3ro mtdblock1 mtdblock3使用mkfs.ext4, 格式化mtdblock,
[email protected]:~# mkfs.ext4 /dev/mtdblock3
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=1024 (log=0)
Fragment size=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
1856 inodes, 7424 blocks
371 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=1
Maximum filesystem blocks=7602176
1 block group
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
1856 inodes per group
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (1024 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done使用dd命令, 寫入cramfs映象
首先, 在Host建立cramefs映象
mkfs.cramfs rootfs/ cramfs.imgdd命令匯入映象
[email protected]:~# dd if=/dev/mtdblock3 of=cramfs.img
14848+0 records in
14848+0 records out
[email protected]:~# ls -l
-rw-r--r-- 1 root root 7602176 Jan 1 00:24 kaka.img
[email protected]:~# NOR flash使用JFFS2
NOR flash上執行JFFS2, JFFS2通過MTD介面操作NOR flash
建立JFFS2映象
mkfs.jffs2工具在mtd-utils工具包中
sudo apt-get install mtd-utils
mkfs.jffs2 -r rootfs/ -o jffs2.img --pad=0x800000
燒寫JFFS2映象
有兩種燒寫方法:
1. 在uboot中把jffs2.img下載到DRAM中, 然後使用sf write命令把DRAM內容燒寫到nor flash上
2. 進入系統後使用 dd if=jffs2.img of=/dev/mtdblock4
二者性質上實際相同, 都是直接把映象燒到NOR flash某段記憶體中
掛載JFFS2檔案系統
首先kernel要支援jffs2檔案系統, 執行如下命令
mount -t jffs2 /dev/mtdblock4 /mnt檔案系統掛載速度
由於JFFS2在掛載過程中需要執行掃描, 構造檔案系統, 因此在同樣大小的mtdblock上, JFFS2掛載時間遠大於EXT4檔案系統
檔案系統尺寸為0x740000(7.25MB)
Ext4掛載時間
[email protected]:~# time mount -t ext4 /dev/mtdblock3 /mnt
real 0m 0.06s
user 0m 0.00s
sys 0m 0.00sJFFS2掛載時間
[email protected]:~# time mount -t jffs2 /dev/mtdblock3 /mnt
real 0m 0.34s
user 0m 0.00s
sys 0m 0.33s