7.NandFlash块设备驱动-- 一：NAND FLASH原理及硬件操作

一,NANA 接线图 上相关的 引脚含义：

A:地址线，数据线，命令 与 ALE,CLE 信号
问 1. 原理图上 NAND FLASH 和 S3C2440 之间只有数据线(LDATA0~7),没有看到地址引脚。怎么传输地址（如何将地址信号告诉 NAND）？答案：复用。
答 1．在 DATA0～DATA7 上既传输数据，又传输地址。用一个信号 ALE 分辨是“地址”还是“信号”，当 ALE 为高电平时传输的是地址。当 ALE 为低电平是传输的是数据。

问2.从Nand Flash芯片手册可知，要操作Nand Flash需要先发出命令，只有8条数据线，如何传输命令？
答2.在DATA0~7上即传输数据，有传输地址，也传输命令。
当ALE为高电平时，传输地址，
当CLE为高电平时，传输命令，
当ALE,CLE都为低电平时，传输数据。
以上变清楚了ALE,CLE.

B.片选信号“CE”
原理图上还有个“CE - 片选信号”，如何理解“片选信号”：
查 DATA0 接有哪里：
LDATA0 还有接到“NOR flash”上，LDATA 0 还有接到“内存”上，其实 LDATA0 还有接到如网卡等设备上。

问 3. 数据线既接到 NAND FLASH，也接到 NOR FLASH，还接到 SDRAM、DM9000 等等，那么怎么避免干扰？
答 3. 这些设备，要访问之前必须"选中"，没有选中的芯片不会工作，相当于没接一样。要“选中”这就是它们都有“片选”信号
比如 NAND，要让引脚“nFCE”变成低电平选中。
内存， 则片选引脚“nSCS”要变成低电平。
NOR 是“nCE”片选信号变成低电平选中。

C：RnB - 状态引脚
问 4. 假设烧写 NAND FLASH，把命令、地址、数据发给它之后，
NAND FLASH 肯定不可能瞬间完成烧写的，
怎么判断烧写完成？
答 4. 通过状态引脚 RnB 来判断：它为高电平表示就绪，它为低电平表示正忙。

D,nFRE nFWE 这是读写信号。

二：如何操作 NAND FLASH:

1.
问 5. 怎么操作 NAND FLASH 呢？
答 5. 根据 NAND FLASH 的芯片手册，一般的过程是：
a.CE 为低电平，选中此 NAND 设备
b.发出命令
c.发出地址
d发出数据 或 读数据

看“命令”不容易看，就看“时序图”，比如命令表格中的“read ID”.所谓“时序图”，就是“横轴”是时间。纵轴上各“信号”为不同电平时，横轴上相同“列–纵轴”所对应的功能动作。
“Read ID Operation”：

“读 ID 操作”
0，CE 为低电平，选中此 NAND 设备：

1,CLE 为高电平，在数据线“I/Ox”上发出“90h”。
发出“90h”命令，就是在这个 8 条数据线上"DATA0-7"发出“90h”值。如何知道它是“命令”？则往纵轴看，"90h"这一列上面“CLE”为“高电平”了。（在上面的 NAND 与 2440连接引脚中知道：当 CLE 为高电平时传输的是命令。）

2，再给一个“写脉冲 - WE”。
在“WE”的上升沿，NAND 就把“I/Ox”数据线上输入的“90h”存进来。

3，"I/Ox"数据线上接着发出一个“0 地址 - 00h”(Address 1cycle).

4，读数据，从"I/Ox"这 8 条数据线上读到第一个数据是“ECh”。
第二个值是一个“设备 ID - Device Code”

2.2440如何操作Nand Flash各个操作
2440 内部集成了一个 NAND 控制器

3.用uboot来体验nand flash的操作
3.1.读ID

u-boot 中有些命令可以读内存，“md.l 0x4E000004 1”是指从地址“0x4E000004 -NFCONT 地址”读“1”次。不写次数时，会读 16 次，即是读诸如这种间格的地址“0x4E000010 -> 0x4E000011 -> … ->0x4E00001F”.

“md” : 显示内存。需要一个地址。[一个可选的数字]。

因为寄存器是 4 字节 长度，故这里以“md.l”。从 u-boot 读寄存器 NFCONT（0x4E000004）的结果

读出是“0x3”。查 2440 手册

上面通过“md.l 0x4E000004 1”读出的结果是“0x3”，进制即“10”，即
“Reg_nCE”位此时为“1”，是没选中的。要操作 NAND，则要把“NFCONT”寄存器的“Reg_nCE”位设置为“0”。即对寄存器“NFCONT”写入“0x1”也就是把“Reg_nCE”位置为“0”了，片选选中。

mw: 写内存。


以上先“mw.l 0x4E000004 1”选中了 NAND .写数据时是“ec”和“da”.看 NAND 芯片手册的时序图

3.2. 读内容: 读 NAND 中 0 地址 的数据
1.用 UBOOT 命令读 NAND 中 0 地址 的数据:
nand dump 0
Page 00000000 dump:
17 00 00 ea 14 f0 9f e5 14 f0 9f e5 14 f0 9f e5

nand dump [addr] [size]
调用过程：
nand dump 不管你的addr和size有多大，至少会dump出一个page的大小：
例如K9F2G08X0A Nand Flash
1 Page = (2K + 64)Bytes=(12816 + 88)Byte。
则。地址0x00000000 的数据为0x17
地址0x00000001 的数据为0x00
地址0x00000002的数据为0x00
地址0x00000003的数据我0xea

2.使用寄存器读0地址的内容
查看时序图

I/Ox 从“列”轴上看到“CLE”高电平（CLE 为高电平时，数据线发“命令”）发出“00h”命令，之后“CLE”成为“低电平”，而“ALE”变成高电平（ALE 为高电平时，数据线发送地址），所以"I/Ox"接着发出地址“Col. Add1、Col. Add2、Row Add1、Row Add2、Row Add3”5 个地址“0
这里需要发 5 个地址，因为这个 NAND 是 256 M。要多少个地址位。
若“地址线”只有一条，则只能表示“1”或“0”，即表示 2 个地址。
若“地址线”有两条，则能表示 2 次方 “00”“01”“10”“11”4 个地址。
当 容量为 256M 时，“地址线”要多少条？

M 是 2 的 20 次方，256M 至少需要 2 的 28 条，至少需要 28 位的数据表示这个地址值。
28 除以 8 差不多为 4 个周期，为了兼容更大容量的 FLASH.对 NAND 规定了要发出 5 个周期 的地址。
发完 5 个周期的地址命令后，再发“30h”命令（确定）命令。接着就可以读了
即：