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NandFlash操作詳解（二）

阿新 • • 發佈：2019-01-16

NandFlash讀操作：

         NandFlash的讀取分為頁讀和隨機讀。頁讀每次讀取一個page，從page的第一個資料開始讀。其實也就是列號（偏移地址）為0，只提供頁地址。

隨機讀能讀取到一個page裡面的某個儲存單元，但是需要提供行地址和列地址。

         頁讀和隨機讀的區別只是在於是否提供列號（偏移地址）。

開啟NandFlash的晶片手冊，找到讀時序圖：


根據時序圖可以看出，NandFlash的讀取先要傳送00h的命令，然後傳送地址（兩個週期的列地址，三個週期的行地址），傳送30h命令，傳送完0x30後，R/B訊號會呈現忙的狀態，就是說開始處理之前請求的這些命令去了。所以在R/B訊號為低時要等待R/B出現高電平。

然後就可以讀取資料了。在以上這些步驟之前呢，還需要先選擇片選和對R/B訊號做清除，然後在最後讀取完資料後還要取消選擇NandFlash晶片。

在2440手冊中可以看到這個暫存器，它便是控制片選的：


接著是清除R/B訊號，當RnB訊號也就是R/B訊號從低跳變成高的時候，我們就認為前面的指令正確執行可以獲取資料了，而當RnB從低跳變到高時，下面這個暫存器中的[2]位會自動置位，而我們的清除工作也是對這一位操作：需要注意這個暫存器是8位的，所以定義地址時要寫成char*


然後向下面這個暫存器中寫入命令：這也是一個8位暫存器


向下面這個暫存器中傳送地址（8位暫存器）：



可以在時序圖中清晰的看到需要傳送兩次列地址，如果是頁讀的訪問方式，列地址便無效了，列地址直接寫0x00。隨機訪問方式的話需要寫入兩次列地址資訊。傳送地址資訊比較容易暈頭，舉例說明：

寫入5次地址，前兩次為列地址（頁內偏移），後三次為行地址（相當於頁號）。

如寫入十進位制地址8000，則需要寫入的頁號為：8000/2048（每頁大小）=3.9頁，所以寫入第3頁，在第三頁業內偏移為：8000-3*2048=1856。

程式表示為：

void nand_addr(unsigned char addr)

{

        NFADDR = addr;

}

void nand_send_addr(unsigned int addr)

{

unsigned int page   = addr / 2048;

    unsigned int colunm = addr & (2048 - 1);//這一句和colunm =addr%2048等效

    /* 這兩個地址表示從頁內哪裡開始 */

    nand_addr(colunm & 0xff);

    nand_addr((colunm >> 8) & 0xff);

      /* 下面三個地址表示哪一頁 */

    nand_addr(page & 0xff);

    nand_addr((page >> 8) & 0xff);

            nand_addr((page >> 16) & 0xff);

}

或者：

不要以為跟著手冊的寫入順序應該這樣寫：

                  nand_addr(addr & 0xff);         /* a0~a7 */

                 nand_addr((addr >> 8) & 0x1f);    /* 程式的角度: a8~a11*/

                 nand_addr((addr >> 12) & 0xff);   /* 程式的角度:a12~a19 */

                 nand_addr((addr >> 20) & 0xff);   /* 程式的角度:a20~a27*/

                 nand_addr((addr >> 28) & 0xff);   /* 程式的角度:a28 */

其實應該這樣寫：

        nand_addr(addr & 0xff);             /* a0~a7 */

        nand_addr((addr >> 8) & 0x7);        /* 程式的角度: a8~a11 */

a0-a7共8位加上a8-a10三位總共11位，2的11次方就是一頁2048的大小！如果1頁為4096位元組，傳送的兩次列地址可能就是a0-a7，a8-a11了（沒使用過每page4096位元組的NandFlash）。

        nand_addr((addr >> 11) & 0xff);       /* 程式的角度:a12~a19 */

        nand_addr((addr >> 19) & 0xff);       /* 程式的角度:a20~a27 */

        nand_addr((addr >> 27) & 0xff);       /* 程式的角度: a28    */

從時序圖中也可以看出，傳送了0x30命令後便需要去等待RnB訊號由低向高的跳變。而檢測的暫存器也是前面做清除的那個暫存器NFSTAT，也是第[2]位。

等待完成後便可以從NFDATA暫存器中讀取到資料了。NFDATA也是一個8位暫存器。


如果想要連續讀取某個地址後連續的n個位元組，只需要反覆讀取NFDATA暫存器即可。

連續讀取1000個位元組：

         for(i=0;i<1000;i++)                                                                                                                                                                                                                                              

         {

            buff[i] = NFDATA;     

         }

取得資料後，取消片選，整個讀取功能便實現了

總結一下NandFlash的讀操作步驟：

1、  選中nandflash晶片

2、  清除RnB

3、  傳送命令0x00

4、  傳送列地址

5、  傳送行地址

6、  傳送命令0x30

7、  等待RnB

8、  讀取資料

9、  取消選中nandflash晶片

程式碼實現（讀取一頁）：

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

{

         int i;

         int col = addr % 2048;                                                                                                                                                                                                                                          

int page = addr / 2048;

         //選中nandflash晶片

         select_chip();

         //清除RnB

         clear_RnB();

         //傳送命令0x00

         send_cmd(0x00);

         send_addr(col & 0xff);

         send_addr((col >> 8) & 0xff);

         send_addr(page & 0xff);

         send_addr((page >> 8) & 0xff);

         send_addr((page >> 16) & 0xff);

         //傳送命令0x30

         send_cmd(0x30);

         //等待RnB

         wait_RnB();

         //讀取資料

         for(i=0;i<2048;i++)

         {

            buff[i] = NFDATA;    

         }

         //取消選中nandflash晶片

         deselect_chip();

}

NandFlash寫操作：

         NandFlash的寫操作之前需要先對NandFlash進行擦除工作，於是手冊中找到擦除時序：


可以在NandFlash手冊的Features中看到，NandFlash的擦除是按照頁所在的塊一整塊來擦除的。根據時序可以得到擦除的步驟為：

1、  選中flash晶片

2、  清除RnB

3、  傳送命令0x60

4、  傳送行地址

5、  傳送命令D0

6、  等待RnB

7、  傳送命令0x70

8、  讀取擦除結果

9、  取消選中flash晶片

程式碼實現：

int NF_Erase(unsigned long addr)                                                                                                                                                                                                                           

{

         int ret;

         unsigned int page = addr/2048;

  //選中flash晶片

         select_chip();

         //清除RnB

         clear_RnB();

         //傳送命令0x60

         send_cmd(0x60);

         //傳送行地址

         send_addr(page&0xff);

         send_addr((page>>8)&0xff);

         send_addr((page>>16)&0xff);

         //傳送命令D0

         send_cmd(0xD0);

         //等待RnB

         wait_RnB();

         //傳送命令0x70

         send_cmd(0x70);

         //讀取擦除結果

         ret = NFDATA;

         //取消選中flash晶片

         deselect_chip();

         return ret;

}

擦除後就可以執行寫操作，寫入的時序為：


根據時序圖，我們可以得到寫入資料的流程：

1、  選中Flash晶片（NandFlash晶片操作都需要先片選）

2、  清除RnB（既然要檢視RnB的跳變自然要先清除）

3、  傳送命令0x80

4、  傳送2個列地址

5、  傳送3個行地址

6、  傳送資料（往資料暫存器中寫），跟讀操作一樣，需要連續寫的話直接重複往NFDATA寫入就行，不需要其他操作。

7、  傳送命令0x10

8、  等待RnB

9、  傳送命令0x70

10、             讀取寫入結果（在資料暫存器中讀，沒錯，傳送資料也是往資料暫存器中寫的）

11、             關閉片選（NandFlash操作都需要先選擇Flash在關閉Flash）

程式碼實現：

int NF_WritePage(unsigned long addr,unsigned char *buff)                                                                                                                                                                              

{

         unsigned int i,ret = 0,page,col;

         col = addr % 2048;

         page = addr /2048;

         //選中nandflash

         select_chip();

         //清除RnB

         clear_RnB();

         //傳送0x80命令

         send_cmd(0x80);

         //傳送2個列地址

         /* 這種寫法ok

         send_addr(col & 0xff);

         send_addr((col >> 8) & 0xff);

         send_addr(page & 0xff);

         send_addr((page >> 8) & 0xff);

         send_addr((page >> 16) & 0xff);

         */

         send_addr(addr & 0xff);         // a0~a7

         send_addr((addr >> 8) & 0x7);   // 以程式角度看 a8~a10

         send_addr((addr >> 11) & 0xff); // 以程式角度看 a12~a19

         send_addr((addr >> 19) & 0xff); // 以程式角度看 a20~a27

         send_addr((addr >> 27) & 0xff); // 以程式角度看 a28   

/*     This’s wrong 移位錯誤

         send_addr(addr & 0xff);         // a0~a7

         send_addr((addr >> 8) & 0x7);   // 以程式角度看 a8~a10

         send_addr((addr >> 12) & 0xff); // 以程式角度看 a12~a19

         send_addr((addr >> 20) & 0xff); // 以程式角度看 a20~a27

         send_addr((addr >> 28) & 0xff); // 以程式角度看 a28   

*/

         //傳送資料

         for(i=0;i<2048;i++)

         {

            NFDATA = buff[i];    

         }

         //傳送0x10命令

         send_cmd(0x10);

         //等待RnB

         wait_RnB();

         //傳送0x70命令

         send_cmd(0x70);

         //讀取寫入結果

         ret = NFDATA;

         //關閉nandflash

         deselect_chip();

          return ret;

  }

當然還可以對NandFlash進行讀取ID的操作，這個工作根據時序圖仿造讀寫操作就可以實現了，在裸機中用得比較少我就不寫了。


下一節NandFlash操作詳解（三）

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