嵌入式学习之Nand Flash

Nand Flash是flash存储器的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand Flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听 记忆卡、体积小巧的U盘等。NAND型闪存以块为单位进行擦除操作。闪存的写入操作必须在空白区域进行，如果目标区域已经有数据，必须先擦除后写入，因此 擦除操作是闪存的基本操作。

    S3C2410的Nand Flash控制器有一个特殊的功能,在S3C2410上电后,NandFlash控制器会自动的把Nand Flash上的前4K数据搬移到4K内部SRAM中,并把0x00000000设置内部SRAM的起始地址,CPU从内部SRAM的0x00000000 位置开始启动。这个过程不需要程序干涉。

    程序员需要完成的工作,是把最核心的启动程序放在Nand Flash的前4K中。

启动程序的安排

    由于Nand Flash控制器从NandFlash中搬移到内部SRAM的代码是有限的,所以在启动代码的前4K里,我们必须完成S3C2410的核心配置以及把启动代码(U-BOOT)剩余部分搬到SDRAM中运行。

     u-boot源码不支持从nand flash启动，可是s3c2410支持从nand flash启动，开发板(sbc-2410x)加电后s3c2410将nand flash的前4k(保存有u-boot的部分功能--拷贝功能--把nand flash中的内容拷贝到SDRAM)拷贝到sram(s3c2410芯片内的sram)。这就需要修改u-boot源码，增加u-boot的功能: 使u-boot在得到执行权后能够将其自身拷贝到开发板上SDRAM中，以便处理器能够执行u-boot。

    * NOR FLASH地址线和数据线分开，来了地址和控制信号，数据就出来。

    *NAND Flash地址线和数据线在一起，需要用程序来控制，才能出数据。通俗的说，就是光给地址不行，要先命令，再给地址，才能读到NAND的数据。而且都是在一个总线完成的。

    Nand Flash的命令、地址、数据都通过I/O口发送，管脚复用，这样做做的好处是，可以明显减少NAND FLASH的管脚数目，将来如果设计者想将NAND FLASH更换为更高密度、更大容量的，也不必改动电路板。

    NAND FLASH不能够执行程序，本人总结其原因如下 ：

    1. NAND FLASH本身是连接到了控制器上而不是系统总线上。CPU启动后是要取指令执行的，如果是SROM、NOR FLASH 等之类的，CPU 发个地址就可以取得指令并执行，NAND FLASH不行，因为NAND FLASH 是管脚复用，它有自己的一套时序，这样CPU无法取得可以执行的代码，也就不能初始化系统了。

    2. NAND FLASH是顺序存取设备，不能够被随机访问，程序就不能够分支或跳转，这样你如何去设计程序。

NAND FLASH启动代码和流程的分析

    (1)配置DMA控制器的4个寄存器，通道使能后，等待FLASH发出的搬运请求；

    (2)配置NAND FLASH控制器的3个寄存器，选择适合的地址、时序参数与所用的FLASH芯片吻合；

    (3)分别在r8～r11中放入程序需要的备用值；

    (4)将需要在SDRAM中运行的4条指令搬入SDRAM 0x30000000处；

    (5)执行Nop指令，Nop指令用于填充一页NANDFLASH中的剩余空间；

    (6)执行在页末的指令，将PC指针指向SDRAM的0x30000000处；

    (7) 执行SDRAM 中的指令，首先启动NANDFLASH 的数据传输，将程序搬往SDRAM 的0x30001000 处。其次执行一个循环语句，等待第一页的程序搬完，之后将PC 指针指向0x30001000 处，启动程序从0x30001000 处正式开始执行。