分类： LINUX
2012-03-05 15:14:22
一、结构分析
S3C2410处理器集成了8位NandFlash控制器。目前市场上常见的8位NandFlash有三星公司的k9f1208、k9f1g08、k9f2g08等。k9f1208、k9f1g08、k9f2g08的数据页大小分别为512Byte、2kByte、2kByte。它们在寻址方式上有一定差异，所以程序代码并不通用。本文以S3C2410处理器和k9f1208系统为例，讲述NandFlash的读写方法。
NandFlash的数据是以bit 的方式保存在memory cell里的，一般来说，一个cell 中只能存储一个bit，这些cell 以8 个或者16 个为单位，连成bit line，形成所谓的byte(x8)/word(x16)，这就是NAND Device 的位宽。这些Line 组成Page， page 再组织形成一个Block。k9f1208的相关数据如下：
1block=32page；1page=528byte=512byte(Main Area)+16byte(Spare Area)。
总容量为=4096（block数量）*32（page/block）*512(byte/page)=64Mbyte
NandFlash以页为单位读写数据，而以块为单位擦除数据。按照k9f1208的组织方式可以分四类地址： Column Address、halfpage pointer、Page Address 、Block Address。A[0:25]表示数据在64M空间中的地址。
Column Address表示数据在半页中的地址，大小范围0~255，用A[0:7]表示；
halfpage pointer表示半页在整页中的位置，即在0~255空间还是在256~511空间，用A[8]表示；
Page Address表示页在块中的地址，大小范围0~31，用A[13:9]表示；
Block Address表示块在flash中的位置，大小范围0~4095，A[25:14] 表示；
二、读操作过程
K9f1208的寻址分为4个cycle。分别是：A[0:7]、A[9:16]、A[17:24]、A[25]。
读操作的过程为: 1、发送读取指令；2、发送第1个cycle地址；3、发送第2个cycle地址；4、发送第3个cycle地址；5、发送第4个cycle地址；6、读取数据至页末。
K9f1208提供了两个读指令，‘0x00’、‘0x01’。这两个指令区别在于‘0x00’可以将A[8]置为0，选中上半页；而‘0x01’可以将A[8]置为1，选中下半页。
虽然读写过程可以不从页边界开始，但在正式场合下还是建议从页边界开始读写至页结束。下面通过分析读取页的代码，阐述读过程。
static void ReadPage(U32 addr, U8 *buf) //addr表示flash中的第几页，即‘flash地址>>9’
{
U16 i;
NFChipEn(); //使能NandFlash
WrNFCmd(READCMD0); //发送读指令‘0x00’，由于是整页读取，所以选用指令‘0x00’
WrNFAddr(0); //写地址的第1个cycle，即Column Address，由于是整页读取所以取0
WrNFAddr(addr); //写地址的第2个cycle，即A[9:16]
WrNFAddr(addr>>8); //写地址的第3个cycle，即A[17:24]
WrNFAddr(addr>>16); //写地址的第4个cycle，即A[25]。
WaitNFBusy(); //等待系统不忙
for(i=0; i<512; i++)
buf[i] = RdNFDat(); //循环读出1页数据
NFChipDs(); //释放NandFlash
}
三、写操作过程
写操作的过程为: 1、发送写开始指令；2、发送第1个cycle地址；3、发送第2个cycle地址；4、发送第3个cycle地址；5、发送第4个cycle地址；6、写入数据至页末；7、发送写结束指令
下面通过分析写入页的代码，阐述读写过程。
static void WritePage(U32 addr, U8 *buf) //addr表示flash中的第几页，即‘flash地址>>9’
{
U32 i;
NFChipEn(); //使能NandFlash
WrNFCmd(PROGCMD0); //发送写开始指令’0x80’
WrNFAddr(0); //写地址的第1个cycle
WrNFAddr(addr); //写地址的第2个cycle
WrNFAddr(addr>>8); //写地址的第3个cycle
WrNFAddr(addr>>16); 写地址的第4个cycle
WaitNFBusy(); //等待系统不忙
for(i=0; i<512; i++)
WrNFDat(buf[i]); //循环写入1页数据
WrNFCmd(PROGCMD1); //发送写结束指令’0x10’
NFChipDs(); //释放NandFlash
}
1. 首先对于nandflash 编程有三个方面
1. nandflash 存储器，当然这是重点，因为对于nandflash 编程就是对nandflash 进行读写擦除等操作。
2. nandflash 控制器，这里S3C2440 已经集成了，对我们可见的就是一堆的寄存器。对于2440 编程很多时候是设置一堆的寄存器再加上对设备的时序操作。
3. nandflash 的引脚配置，因为2440 的IO 一般为多功能复用IO 口。
2. 然后第二个方面是nandflash 的结构和操作
1. 对应一款具体的nandflash 芯片手册上会给出芯片的结构，nandflash 分为俩部分一是main erea 和 spare erea 。main 区保存数据，spare 区存储附加信息，坏块 ECC 校验等等。 NAND FLASH 的结构为一片Nand flash 为一个设备(device) ，1 (Device) = xxxx (Blocks) ，1 (Block) = xxxx (Pages) ，1(Page) =528 (Bytes) = 数据块大小(512Bytes) + OOB 块大小(16Bytes ，数据块为main 区，OOB 为spare 区，除OOB 第六字节外，通常至少把OOB 的前3 个字节存放Nand Flash 硬件ECC 码) 。关于 OOB 区，是每个 Page 都有的。 Page 大小是 512 字节的 NAND 每页分配 16 字节的 OOB ；如果 NAND 物理上是 2K 的 Page ，则每个 Page 分配 64 字节的 OOB 。具体分配详见数据手册。
2. 坏块， 对于 nandflash 要是没有坏块那就比较完美了但是 nandflash 的工艺决定了 nand 的坏块不可避免（具体是什么原因应该和他的存储方式有 关），正是由于坏块的存在所以使得使用 nand 存储变得复杂。首先对于坏块的定义，是指一块中存在一位或者多位不确定的状态。
3. 坏块的分类，坏块分为俩种，一是出厂是就已经存在的坏块，固有坏块。对于固有坏块，芯片厂已经将坏块标记，对于不同的芯片标记的地方不同，以 sangsun 公司为例， 小的就是 1page 512byte ，坏块检查 SPARE DATA 的第六个字节。
大的就是 1page 2048byte ，坏块检查 SPARE DATA 的第 1 个字节。一般标记在每一个块的第一页和第二页的第六个字节或第一个字节为非0xff 一般写为0 。二是使用中出现的坏块，这一部分的坏块需要自己建立坏块表进行标记管理。
4. 坏块的管理，首先对于坏块的管理注意， nandflash 是对页进行读写，对块进行擦除，擦除有可能把坏块标记擦除，所以操作前先要判断是否为坏块。对于 坏块的管理网上有一个有个很好的想法，我觉得很好，对于整个 nandflash 进行分三个区域， 第一个区使用信息（包括坏块表，使用Block 数目等，预留10 个Block ），第二个区为数据记录区，第三个区为坏块映射区（专用于替换坏块，为保留区，不能直接往里面写数据，为128 个Block ）。
从 前10 个Block 中选择一个好的Block 来记录整个nand 的坏块信息和其他信息，然后第二个区为真正的数据记录区，最后第三个区为坏块的替换区域。开始前运行一个坏块扫描程序来建立整个坏块表，以后再产生的坏块同样记录在坏块表中。再写数据时先查询坏块表是否为坏块，如果是坏块，则就数据写入到替换 区域的块中。
5. ECC 以三星公司的 K9F2G08U0A nandflash 为例讲我的理解，首先对于ECC 是一种错误检测和纠正的校验方法，原理比较复杂，三星公司有文档说明，可以用软件和硬件实现，S3C2440 硬件产生ECC ，简化了编程。ECC 分为俩部分一是对于主数据main 区的ECC ，二是对spare 区的ECC 。对于ECC 校验的过程 如下，首先读写一页数据后，硬件自动生成ECC 数据到 NFMECCD0/1 （ main 区数据 ECC ），读写 spare 区后自动生成 ECC 到 NFSECCD0/1 （ spare 区数据 ECC ）。然后我们需要把这俩个 ECC 数据保存到 nand 的 spare 区，对于 K9F2G08U0A spare 区有64byte ，不要使用第1 、2byte ，因为出厂时的坏块标记保存在每个Block 的第一二页的第一二个字节，为了统一，以后自己遇到坏块时也统一使用一二个字节标记坏块。使用其他的字节，（自己选择）来保存Main 区的ECC 和spare 区的ECC 。当读出main 区的数据时，同样硬件自动生成 ECC 到 NFMECCD0/1 寄存器，再把上次保存的 ECC 数据出来俩次进行比较相同则没有错误，而我们只需要将取出的 ECC 数据放入寄存器 NFMECCD 中，硬件自动进行比较，我只有读 ECC 状态寄存器 NFESTAT0/1 就可以得到结果。同样对 spare 进行检验，同时对错误进行处理。
nandflash在对大容量的数据存储中发挥着重要的作用。相对于norflash，它具有一些优势，但它的一个劣势是很容易产生坏块，因此在使用nandflash时，往往要利用校验算法发现坏块并标注出来，以便以后不再使用该坏块。nandflash没有地址或数据总线，如果是8位nandflash，那么它只有8个IO口，这8个IO口用于传输命令、地址和数据。nandflash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、页内数据的ECC校验和等。
在这里，我们使用的nandflash为K9F2G08U0A，它是8位的nandflash。不同型号的nandflash的操作会有所不同，但硬件引脚基本相同，这给产品的开发带来了便利。因为不同型号的PCB板是一样的，只要更新一下软件就可以使用不同容量大小的nandflash。
K9F2G08U0A的一页为（2K＋64）字节（加号前面的2K表示的是main区容量，加号后面的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）。要实现用8个IO口来要访问这么大的容量，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。下面的宏定义为K9F2G08U0A的常用命令：
#define CMD_READ1 0x00 //页读命令周期1
#define CMD_READ2 0x30 //页读命令周期2
#define CMD_READID 0x90 //读ID命令
#define CMD_WRITE1 0x80 //页写命令周期1
#define CMD_WRITE2 0x10 //页写命令周期2
#define CMD_ERASE1 0x60 //块擦除命令周期1
#define CMD_ERASE2 0xd0 //块擦除命令周期2
#define CMD_STATUS 0x70 //读状态命令
#define CMD_RESET 0xff //复位
#define CMD_RANDOMREAD1 0x05 //随意读命令周期1
#define CMD_RANDOMREAD2 0xE0 //随意读命令周期2
#define CMD_RANDOMWRITE 0x85 //随意写命令
在这里，随意读命令和随意写命令可以实现在一页内任意地址地读写。读状态命令可以实现读取设备内的状态寄存器，通过该命令可以获知写操作或擦除操作是否完成（判断第6位），以及是否成功完成（判断第0位）。
下面介绍s3c2440的nandflash控制器。s3c2440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nandflash，这些配置是通过系统上电后相应引脚的高低电平来实现的。s3c2440还可以硬件产生ECC校验码，这为准确及时发现nandflash的坏块带来了方便。nandflash控制器的主要寄存器有NFCONF（nandflash配置寄存器），NFCONT（nandflash控制寄存器），NFCMMD（nandflash命令集寄存器），NFADDR（nandflash地址集寄存器），NFDATA（nandflash数据寄存器），NFMECCD0/1（nandflash的main区ECC寄存器），NFSECCD（nandflash的spare区ECC寄存器），NFSTAT（nandflash操作状态寄存器），NFESTAT0/1（nandflash的ECC状态寄存器），NFMECC0/1（nandflash用于数据的ECC寄存器），以及NFSECC（nandflash用于IO的ECC寄存器）。
NFCMMD，NFADDR和NFDATA分别用于传输命令，地址和数据，为了方便起见，我们可以定义一些宏定义用于完成上述操作：
#define NF_CMD(data) {rNFCMD = (data); } //传输命令
#define NF_ADDR(addr) {rNFADDR = (addr); } //传输地址
#define NF_RDDATA() (rNFDATA) //读32位数据
#define NF_RDDATA8() (rNFDATA8) //读8位数据
#define NF_WRDATA(data) {rNFDATA = (data); } //写32位数据
#define NF_WRDATA8(data) {rNFDATA8 = (data); } //写8位数据
其中rNFDATA8的定义为(*(volatile unsigned char *)0x4E000010)。
NFCONF主要用到了TACLS、TWRPH0、TWRPH1，这三个变量用于配置nandflash的时序。s3c2440的数据手册没有详细说明这三个变量的具体含义，但通过它所给出的时序图，我们可以看出，TACLS为CLE/ALE有效到nWE有效之间的持续时间，TWRPH0为nWE的有效持续时间，TWRPH1为nWE无效到CLE/ALE无效之间的持续时间，这些时间都是以HCLK为单位的（本文程序中的HCLK=100MHz）。通过查阅K9F2G08U0A的数据手册，我们可以找到并计算该nandflash与s3c2440相对应的时序：K9F2G08U0A中的tWP与TWRPH0相对应，tCLH与TWRPH1相对应，（tCLS－tWP）与TACLS相对应。K9F2G08U0A给出的都是最小时间，s3c2440只要满足它的最小时间即可，因此TACLS、TWRPH0、TWRPH1这三个变量取值大一些会更保险。在这里，这三个值分别取1，2和0。NFCONF的第0位表示的是外接的nandflash是8位IO还是16位IO，这里当然要选择8位的IO。NFCONT寄存器是另一个需要事先初始化的寄存器。它的第13位和第12位用于锁定配置，第8位到第10位用于nandflash的中断，第4位到第6位用于ECC的配置，第1位用于nandflash芯片的选取，第0位用于nandflash控制器的使能。另外，为了初始化nandflash，还需要配置GPACON寄存器，使它的第17位到第22位与nandflash芯片的控制引脚相对应。下面的程序实现了初始化nandflash控制器：
void NF_Init ( void )
{
rGPACON = (rGPACON &~(0x3f<<17)) | (0x3f<<17); //配置芯片引脚
//TACLS=1、TWRPH0=2、TWRPH1=0，8位IO
rNFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4)|(0<<0);
//非锁定，屏蔽nandflash中断，初始化ECC及锁定main区和spare区ECC，使能nandflash片选及控制器
rNFCONT = (0<<13)|(0<<12)|(0<<10)|(0<<9)|(0<<8)|(1<<6)|(1<<5)|(1<<4)|(1<<1)|(1<<0);
}
为了更好地应用ECC和使能nandflash片选，我们还需要一些宏定义：
#define NF_nFCE_L() {rNFCONT &= ~(1<<1); }
#define NF_CE_L() NF_nFCE_L() //打开nandflash片选
#define NF_nFCE_H() {rNFCONT |= (1<<1); }
#define NF_CE_H() NF_nFCE_H() //关闭nandflash片选
#define NF_RSTECC() {rNFCONT |= (1<<4); } //复位ECC
#define NF_MECC_UnLock() {rNFCONT &= ~(1<<5); } //解锁main区ECC
#define NF_MECC_Lock() {rNFCONT |= (1<<5); } //锁定main区ECC
#define NF_SECC_UnLock() {rNFCONT &= ~(1<<6); } //解锁spare区ECC
#define NF_SECC_Lock() {rNFCONT |= (1<<6); } //锁定spare区ECC
NFSTAT是另一个比较重要的寄存器，它的第0位可以用于判断nandflash是否在忙，第2位用于检测RnB引脚信号：
#define NF_WAITRB() {while(!(rNFSTAT&(1<<0)));} //等待nandflash不忙
#define NF_CLEAR_RB() {rNFSTAT |= (1<<2); } //清除RnB信号
#define NF_DETECT_RB() {while(!(rNFSTAT&(1<<2)));} //等待RnB信号变高，即不忙
下面就详细介绍K9F2G08U0A的基本操作，包括复位，读ID，页读、写数据，随意读、写数据，块擦除等。
复位操作最简单，只需写入复位命令即可：
static void rNF_Reset()
{
NF_CE_L(); //打开nandflash片选
NF_CLEAR_RB(); //清除RnB信号
NF_CMD(CMD_RESET); //写入复位命令
NF_DETECT_RB(); //等待RnB信号变高，即不忙
NF_CE_H(); //关闭nandflash片选
}
读取K9F2G08U0A芯片ID操作首先需要写入读ID命令，然后再写入0x00地址，就可以读取到一共五个周期的芯片ID，第一个周期为厂商ID，第二个周期为设备ID，第三个周期至第五个周期包括了一些具体的该芯片信息，这里就不多介绍：
static char rNF_ReadID()
{
char pMID;
char pDID;
char cyc3, cyc4, cyc5;
NF_nFCE_L(); //打开nandflash片选
NF_CLEAR_RB(); //清RnB信号
NF_CMD(CMD_READID); //读ID命令
NF_ADDR(0x0); //写0x00地址
//读五个周期的ID
pMID = NF_RDDATA8(); //厂商ID：0xEC
pDID = NF_RDDATA8(); //设备ID：0xDA
cyc3 = NF_RDDATA8(); //0x10
cyc4 = NF_RDDATA8(); //0x95
cyc5 = NF_RDDATA8(); //0x44
NF_nFCE_H(); //关闭nandflash片选
return (pDID);
}
下面介绍读操作，读操作是以页为单位进行的。如果在读取数据的过程中不进行ECC校验判断，则读操作比较简单，在写入读命令的两个周期之间写入要读取的页地址，然后读取数据即可。如果为了更准确地读取数据，则在读取完数据之后还要进行ECC校验判断，以确定所读取的数据是否正确。
在上文中我们已经介绍过，nandflash的每一页有两区：main区和spare区，main区用于存储正常的数据，spare区用于存储其他附加信息，其中就包括ECC校验码。当我们在写入数据的时候，我们就计算这一页数据的ECC校验码，然后把校验码存储到spare区的特定位置中，在下次读取这一页数据的时候，同样我们也计算ECC校验码，然后与spare区中的ECC校验码比较，如果一致则说明读取的数据正确，如果不一致则不正确。ECC的算法较为复杂，好在s3c2440能够硬件产生ECC校验码，这样就省去了不少的麻烦事。s3c2440即可以产生main区的ECC校验码，也可以产生spare区的ECC校验码。因为K9F2G08U0A是8位IO口，因此s3c2440共产生4个字节的main区ECC码和2个字节的spare区ECC码。在这里我们规定，在每一页的spare区的第0个地址到第3个地址存储main区ECC，第4个地址和第5个地址存储spare区ECC。产生ECC校验码的过程为：在读取或写入哪个区的数据之前，先解锁该区的ECC，以便产生该区的ECC。在读取或写入完数据之后，再锁定该区的ECC，这样系统就会把产生的ECC码保存到相应的寄存器中。main区的ECC保存到NFMECC0/1中（因为K9F2G08U0A是8位IO口，因此这里只用到了NFMECC0），spare区的ECC保存到NFSECC中。对于读操作来说，我们还要继续读取spare区的相应地址内容，已得到上次写操作时所存储的main区和spare区的ECC，并把这些数据分别放入NFMECCD0/1和NFSECCD的相应位置中。最后我们就可以通过读取NFESTAT0/1（因为K9F2G08U0A是8位IO口，因此这里只用到了NFESTAT0）中的低4位来判断读取的数据是否正确，其中第0位和第1位为main区指示错误，第2位和第3位为spare区指示错误。
下面就给出一段具体的页读操作程序：
U8 rNF_ReadPage(U32 page_number)
{
U32 i, mecc0, secc;
NF_RSTECC(); //复位ECC
NF_MECC_UnLock(); //解锁main区ECC
NF_nFCE_L(); //打开nandflash片选
NF_CLEAR_RB(); //清RnB信号
NF_CMD(CMD_READ1); //页读命令周期1
//写入5个地址周期
NF_ADDR(0x00); //列地址A0~A7
NF_ADDR(0x00); //列地址A8~A11
NF_ADDR((page_number) & 0xff); //行地址A12~A19
NF_ADDR((page_number >> 8) & 0xff); //行地址A20~A27
NF_ADDR((page_number >> 16) & 0xff); //行地址A28
NF_CMD(CMD_READ2); //页读命令周期2
NF_DETECT_RB(); //等待RnB信号变高，即不忙
//读取一页数据内容
for (i = 0; i < 2048; i++)
{
buffer[i] = NF_RDDATA8();
}
NF_MECC_Lock(); //锁定main区ECC值
NF_SECC_UnLock(); //解锁spare区ECC
mecc0=NF_RDDATA(); //读spare区的前4个地址内容，即第2048~2051地址，这4个字节为main区的ECC
//把读取到的main区的ECC校验码放入NFMECCD0/1的相应位置内
rNFMECCD0=((mecc0&0xff00)<<8)|(mecc0&0xff);
rNFMECCD1=((mecc0&0xff000000)>>8)|((mecc0&0xff0000)>>16);
NF_SECC_Lock(); //锁定spare区的ECC值
secc=NF_RDDATA(); //继续读spare区的4个地址内容，即第2052~2055地址，其中前2个字节为spare区的ECC值
//把读取到的spare区的ECC校验码放入NFSECCD的相应位置内
rNFSECCD=((secc&0xff00)<<8)|(secc&0xff);
NF_nFCE_H(); //关闭nandflash片选
//判断所读取到的数据是否正确
if ((rNFESTAT0&0xf) == 0x0)
return 0x66; //正确
else
return 0x44; //错误
}
这段程序是把某一页的内容读取到全局变量数组buffer中。该程序的输入参数直接就为K9F2G08U0A的第几页，例如我们要读取第128064页中的内容，可以调用该程序为：rNF_ReadPage(128064);。由于第128064页是第2001块中的第0页（128064＝2001×64＋0），所以为了更清楚地表示页与块之间的关系，也可以写为：rNF_ReadPage(2001*64);。
页写操作的大致流程为：在两个写命令周期之间分别写入页地址和数据，当然如果为了保证下次读取该数据时的正确性，还需要把main区的ECC值和spare区的ECC值写入到该页的spare区内。然后我们还需要读取状态寄存器，以判断这次写操作是否正确。下面就给出一段具体的页写操作程序，其中输入参数也是要写入数据到第几页：
U8 rNF_WritePage(U32 page_number)
{
U32 i, mecc0, secc;
U8 stat, temp;
temp = rNF_IsBadBlock(page_number>>6); //判断该块是否为坏块
if(temp == 0x33)
return 0x42; //是坏块，返回
NF_RSTECC(); //复位ECC
NF_MECC_UnLock(); //解锁main区的ECC
NF_nFCE_L(); //打开nandflash片选
NF_CLEAR_RB(); //清RnB信号
NF_CMD(CMD_WRITE1); //页写命令周期1
//写入5个地址周期
NF_ADDR(0x00); //列地址A0~A7
NF_ADDR(0x00); //列地址A8~A11
NF_ADDR((page_number) & 0xff); //行地址A12~A19
NF_ADDR((page_number >> 8) & 0xff); //行地址A20~A27
NF_ADDR((page_number >> 16) & 0xff); //行地址A28
//写入一页数据
for (i = 0; i < 2048; i++)
{
NF_WRDATA8((char)(i+6));
}
NF_MECC_Lock(); //锁定main区的ECC值
mecc0=rNFMECC0; //读取main区的ECC校验码
//把ECC校验码由字型转换为字节型，并保存到全局变量数组ECCBuf中
ECCBuf[0]=(U8)(mecc0&0xff);
ECCBuf[1]=(U8)((mecc0>>8) & 0xff);
ECCBuf[2]=(U8)((mecc0>>16) & 0xff);
ECCBuf[3]=(U8)((mecc0>>24) & 0xff);
NF_SECC_UnLock(); //解锁spare区的ECC
//把main区的ECC值写入到spare区的前4个字节地址内，即第2048~2051地址
for(i=0;i<4;i++)
{
NF_WRDATA8(ECCBuf[i]);
}
NF_SECC_Lock(); //锁定spare区的ECC值
secc=rNFSECC; //读取spare区的ECC校验码
//把ECC校验码保存到全局变量数组ECCBuf中
ECCBuf[4]=(U8)(secc&0xff);
ECCBuf[5]=(U8)((secc>>8) & 0xff);
//把spare区的ECC值继续写入到spare区的第2052~2053地址内
for(i=4;i<6;i++)
{
NF_WRDATA8(ECCBuf[i]);
}
NF_CMD(CMD_WRITE2); //页写命令周期2
delay(1000); //延时一段时间，以等待写操作完成
NF_CMD(CMD_STATUS); //读状态命令
//判断状态值的第6位是否为1，即是否在忙，该语句的作用与NF_DETECT_RB();相同
do{
stat = NF_RDDATA8();
}while(!(stat&0x40));
NF_nFCE_H(); //关闭nandflash片选
//判断状态值的第0位是否为0，为0则写操作正确，否则错误
if (stat & 0x1)
{
temp = rNF_MarkBadBlock(page_number>>6); //标注该页所在的块为坏块
if (temp == 0x21)
return 0x43 //标注坏块失败
else
return 0x44; //写操作失败
}
else
return 0x66; //写操作成功
}
该段程序先判断该页所在的坏是否为坏块，如果是则退出。在最后写操作失败后，还要标注该页所在的块为坏块，其中所用到的函数rNF_IsBadBlock和rNF_MarkBadBlock，我们在后面介绍。我们再总结一下该程序所返回数值的含义，0x42：表示该页所在的块为坏块；0x43：表示写操作失败，并且在标注该页所在的块为坏块时也失败；0x44：表示写操作失败，但是标注坏块成功；0x66：写操作成功。
擦除是以块为单位进行的，因此在写地址周期是，只需写三个行周期，并且要从A18开始写起。与写操作一样，在擦除结束前还要判断是否擦除操作成功，另外同样也存在需要判断是否为坏块以及要标注坏块的问题。下面就给出一段具体的块擦除操作程序：
U8 rNF_EraseBlock(U32 block_number)
{
char stat, temp;
temp = rNF_IsBadBlock(block_number); //判断该块是否为坏块
if(temp == 0x33)
return 0x42; //是坏块，返回
NF_nFCE_L(); //打开片选
NF_CLEAR_RB(); //清RnB信号
NF_CMD(CMD_ERASE1); //擦除命令周期1
//写入3个地址周期，从A18开始写起
NF_ADDR((block_number << 6) & 0xff); //行地址A18~A19
NF_ADDR((block_number >> 2) & 0xff); //行地址A20~A27
NF_ADDR((block_number >> 10) & 0xff); //行地址A28
NF_CMD(CMD_ERASE2); //擦除命令周期2
delay(1000); //延时一段时间
NF_CMD(CMD_STATUS); //读状态命令
//判断状态值的第6位是否为1，即是否在忙，该语句的作用与NF_DETECT_RB();相同
do{
stat = NF_RDDATA8();
}while(!(stat&0x40));
NF_nFCE_H(); //关闭nandflash片选
//判断状态值的第0位是否为0，为0则擦除操作正确，否则错误
if (stat & 0x1)
{
temp = rNF_MarkBadBlock(page_number>>6); //标注该块为坏块
if (temp == 0x21)
return 0x43 //标注坏块失败
else
return 0x44; //擦除操作失败
}
else
return 0x66; //擦除操作成功
}
该程序的输入参数为K9F2G08U0A的第几块，例如我们要擦除第2001块，则调用该函数为：rNF_EraseBlock(2001)。
K9F2G08U0A除了提供了页读和页写功能外，还提供了页内地址随意读、写功能。页读和页写是从页的首地址开始读、写，而随意读、写实现了在一页范围内任意地址的读、写。随意读操作是在页读操作后输入随意读命令和页内列地址，这样就可以读取到列地址所指定地址的数据。随意写操作是在页写操作的第二个页写命令周期前，输入随意写命令和页内列地址，以及要写入的数据，这样就可以把数据写入到列地址所指定的地址内。下面两段程序实现了随意读和随意写功能，其中随意读程序的输入参数分别为页地址和页内地址，输出参数为所读取到的数据，随意写程序的输入参数分别为页地址，页内地址，以及要写入的数据。
U8 rNF_RamdomRead(U32 page_number, U32 add)
{
NF_nFCE_L(); //打开nandflash片选
NF_CLEAR_RB(); //清RnB信号
NF_CMD(CMD_READ1); //页读命令周期1
//写入5个地址周期
NF_ADDR(0x00); //列地址A0~A7
NF_ADDR(0x00); //列地址A8~A11
NF_ADDR((page_number) & 0xff); //行地址A12~A19
NF_ADDR((page_number >> 8) & 0xff); //行地址A20~A27
NF_ADDR((page_number >> 16) & 0xff); //行地址A28
NF_CMD(CMD_READ2); //页读命令周期2
NF_DETECT_RB(); //等待RnB信号变高，即不忙
NF_CMD(CMD_RANDOMREAD1); //随意读命令周期1
//页内地址
NF_ADDR((char)(add&0xff)); //列地址A0~A7
NF_ADDR((char)((add>>8)&0x0f)); //列地址A8~A11
NF_CMD(CMD_RANDOMREAD2); //随意读命令周期2
return NF_RDDATA8(); //读取数据
}
U8 rNF_RamdomWrite(U32 page_number, U32 add, U8 dat)
{
U8 temp,stat;
NF_nFCE_L(); //打开nandflash片选
NF_CLEAR_RB(); //清RnB信号
NF_CMD(CMD_WRITE1); //页写命令周期1
//写入5个地址周期
NF_ADDR(0x00); //列地址A0~A7
NF_ADDR(0x00); //列地址A8~A11
NF_ADDR((page_number) & 0xff); //行地址A12~A19
NF_ADDR((page_number >> 8) & 0xff); //行地址A20~A27
NF_ADDR((page_number >> 16) & 0xff); //行地址A28
NF_CMD(CMD_RANDOMWRITE); //随意写命令
//页内地址
NF_ADDR((char)(add&0xff)); //列地址A0~A7
NF_ADDR((char)((add>>8)&0x0f)); //列地址A8~A11
NF_WRDATA8(dat); //写入数据
NF_CMD(CMD_WRITE2); //页写命令周期2
delay(1000); //延时一段时间
NF_CMD(CMD_STATUS); //读状态命令
//判断状态值的第6位是否为1，即是否在忙，该语句的作用与NF_DETECT_RB();相同
do{
stat = NF_RDDATA8();
}while(!(stat&0x40));
NF_nFCE_H(); //关闭nandflash片选
//判断状态值的第0位是否为0，为0则写操作正确，否则错误
if (stat & 0x1)
return 0x44; //失败
else
return 0x66; //成功
}
下面介绍上文中提到的判断坏块以及标注坏块的那两个程序：rNF_IsBadBlock和rNF_MarkBadBlock。在这里，我们定义在spare区的第6个地址（即每页的第2054地址）用来标注坏块，0x44表示该块为坏块。要判断坏块时，利用随意读命令来读取2054地址的内容是否为0x44，要标注坏块时，利用随意写命令来向2054地址写0x33。下面就给出这两个程序，它们的输入参数都为块地址，也就是即使仅仅一页出现问题，我们也标注整个块为坏块。
U8 rNF_IsBadBlock(U32 block)
{
return rNF_RamdomRead(block*64, 2054);
}
U8 rNF_MarkBadBlock(U32 block)
{
U8 result;
result = rNF_RamdomWrite(block*64, 2054, 0x33);
if(result == 0x44)
return 0x21; //写坏块标注失败
else
return 0x60; //写坏块标注成功
}
