S3C2440对NandFlash操作和电路原理(基于K9F2G08U0A).docx

S3C2440对Nand Flash操作和电路原理(基于K9F2G08U0A)S3C2440内部集成了一个Nandflash控制器。S3C2440的Nandflash控制器包含了如下的特性:l       一个引导启动单元l       NandFlash存储器接口,支持8位或16位的每页大小为256字,512字节,1K字和2K字节的Nandflashl       软件模式:用户可以直接访问NandFlash存储器,此特性可以用于NandFlash存储器的读、擦除和编程。l       S3C2440支持8/16位的NandFlash存储器接口总线l       生成,检测和指示(软件纠错)。l       Steppingstone接口,支持大/小端模式的按字节/半字/字访问。我用的开发板是天嵌的TQ2440,板子用到的NandFlash是Samsung公司的K9F2G08U0A,它是8位的Nandflash。本文只介绍NandFlash的电路原理和NandFlash的读、写、擦除等基本操作,暂不涉及NandFlash启动程序的问题。NandFlash的电路连接如图1所示: 图1NandFlash电路原理   上图的左边为K9F2G08U0A与2440的连接图,原理方面就不多介绍,去看看datasheet估计就懂得了,右边的部分是S3C2440的Nand控制器的配置。配置引脚NCON,GPG13,GPG14和GPG15用来设置NandFlash的基本信息,Nand控制器通过读取配置引脚的状态获取外接的NandFlash的配置信息,图2是这四个配置引脚的定义: 图2Nand控制配置引脚信息      由于K9F2G08U0A的总线宽度为8位,页大小为2048字节,需要5个寻址命令,所以NCON、GPG13和GPG14应该接高电平,GPG15应该接低电平。K9F2G08U0A没有地址或数据总线,只有8个IO口,这8个IO口用于传输命令、地址和数据。K9F2G08U0A主要以page(页)为单位进行读写,以block(块)为单位进行擦除。每一页中又分为main区和spare区,main区用于正常数据的存储,spare区用于存储一些附加信息,如块好坏的标记、块的逻辑地址、校验和等。K9F2G08U0A的存储阵列如图3所示: 图3K9F2G08U0A内部存储阵列由上图,我们可以知道:K9F2G08U0A的一页为(2K+64)字节(2K表示的是main区容量,64表示的是spare区容量),它的一块为64页,而整个设备包括了2048个块。这样算下来一共有2112M位容量,如果只算main区容量则有256M字节(即256M×8位)。 图4K9F2G08U0A地址序列要实现用8个IO口来要访问这么大的容量,如图4所示:K9F2G08U0A规定了用5个周期来实现。第一个周期访问的地址为A0~A7;第二个周期访问的地址为A8~A11,它作用在IO0~IO3上,而此时IO4~IO7必须为低电平;第三个周期访问的地址为A12~A19;第四个周期访问的地址为A20~A27;第五个周期访问的地址为A28,它作用在IO0上,而此时IO1~IO7必须为低电平。前两个周期传输的是列地址,后三个周期传输的是行地址。通过分析可知,列地址是用于寻址页内空间,行地址用于寻址页,如果要直接访问块,则需要从地址A18开始。由于所有的命令、地址和数据全部从8位IO口传输,所以Nandflash定义了一个命令集来完成各种操作。有的操作只需要一个命令(即一个周期)即可,而有的操作则需要两个命令(即两个周期)来实现。K9F2G08U0A的命令说明如图5所示: 图5K9F2G08U0A命令表为了方便使用,我们宏定义了K9F2G08U0A的常用命令#defineCMD_READ1                0x00             //页读命令周期1#defineCMD_READ2                0x30             //页读命令周期2#defineCMD_READID              0x90             //读ID命令#defineCMD_WRITE1              0x80             //页写命令周期1#defineCMD_WRITE2              0x10             //页写命令周期2#defineCMD_ERASE1              0x60             //块擦除命令周期1#defineCMD_ERASE2              0xd0             //块擦除命令周期2#defineCMD_STATUS