s3c2440的nandflash启动
上文介绍了s3c2440对nandflash的基本操作，其中提到了s3c2440具有nandflash自启动的功能，本文就详细介绍该功能的实现方法。
nandflash由于其自身的特点，不具备运行程序的功能。但s3c2440通过称为“Steppingstone”的内部SRAM缓存，实现了可以运行存储在外部nandflash中的启动代码的功能。它的机制是：当检测到是由nandflash启动时，系统会自动把nandflash中的前4k字节的数据加载到Steppingstone中，然后把该Steppingstone映射为Bank0，因此系统会从Steppingstone开始运行程序，从而实现了s3c2440的nandflash自启动的功能。这一过程是由系统自动完成的，无需人为干预。在系统启动以后，Steppingstone所在的SRAM就可以用作其他用途了。
但有人可能会问，如果我的程序很大，超过了4k字节，那是不是就不能利用s3c2440的这个功能了呀？因为Steppingstone只有4k字节大小，也就是程序运行的最大长度只能为4k字节，4k字节以外的内容就运行不到了。这个疑问的答案当然是否定的。我们可以通过在Steppingstone中，把程序的其余部分复制到RAM中，程序运行时由Steppingstone转移到该RAM中，从而就解决了上述难题。一般来说，在启动代码的前4k字节里，要完成s3c2440的核心配置，而把启动代码的剩余部分搬到RAM中运行。
下面我们就介绍一下如何实现上述的功能。
在本博客的第一篇文章中，我们介绍了s3c2440的启动代码，其中有下面这段代码：
…… ……
；下面的代码为把ROM中的数据复制到RAM中
ldr r0, =BWSCON
ldr r0, [r0]
ands r0, r0, #6 ；读取OM[1:0]引脚状态
；为0表示从NAND Flash启动，不为0则从NOR Flash启动
bne copy_proc_beg ；跳转，不用读取NAND Flash
adr r0, ResetEntry ；OM[1:0] == 0，从NAND Flash启动
cmp r0, #0 ；if use Multi-ice,
bne copy_proc_beg ；do not read nand flash for boot
;nop
;===========================================================
nand_boot_beg
[{TRUE}
bl RdNF2SDRAM ；复制NAND Flash到SDRAM
]
ldr pc, =copy_proc_beg
;===========================================================
copy_proc_beg
adr r0, ResetEntry
…… ……
上面这段代码是nandflash自启动的关键所在，我们在这里再详细讲解一下。前三条语句用于读取寄存器BWSCON的第1位和第2位，当这两位都为0时，表示的是nandflash启动，否则为norflash启动。如果不为0，则跳到copy_proc_beg处开始执行。如果为0，则继续执行下面三条语句：
adr r0, ResetEntry
cmp r0, #0
bne copy_proc_beg
这三条语句的作用是判断当前是否是在仿真的情况下运行的程序。如果是在仿真的情况下，则跳到copy_proc_beg处开始执行，否则开始执行nand_boot_beg处的语句。RdNF2SDRAM是由C语言所撰写的一段程序，它完成了上面我们介绍的把nandflash中的程序复制到SRAM中的功能。我们再来整理一下什么时候执行RdNF2SDRAM程序：必须具备两个条件，一为由nandflash启动，二为不是在仿真的情况下，只有这两个条件都满足时才开始复制nandflash程序。ldr pc, = copy_proc_beg语句这段程序的重点，这时候我们已经把所有的程序都复制到了SRAM中了，而在执行这条语句之前（包括这条语句）程序都是在Steppingstone中运行，那么接下来的程序是继续在Steppingstone中运行呢，还是在我们刚刚复制完程序的SRAM中运行呢？当然是在SRAM中运行！这样才能避免我们上面所提到的程序大于4k字节时遇到的问题。而如何从Steppingstone跳到SRAM呢？靠得就是这条语句——ldr pc, = copy_proc_beg，它把copy_proc_beg的绝对地址赋予pc，由于程序已经复制到了SRAM中，copy_proc_beg的绝对地址是在SRAM范围内，所以从这句代码以后，程序就开始到SRAM中执行了。在这句话之前的程序大小，我们是要控制在4k字节以内的，而这句代码以后，程序再大，也都会正常运行下去的。
RdNF2SDRAM是C语言编写的一段把nandflash中的数据复制到SRAM的程序。在以前本博客所撰写的所有程序中，我们都没有用到该程序，所以为了编译成功，我们把有关RdNF2SDRAM的地方都注释掉了。现在我们再把这些注释去掉，在C文件中编写RdNF2SDRAM程序。相信大家有了上一篇文章的基础，编写这个程序应该不难的。这里，我就把完整的程序列写出来，以后如果要在nandflash中运行程序，只需把这段程序复制到自己的程序中即可。另外这个程序只针对K9F2G08U0A，如果要使用其他nandflash，还需要做些改动。
//nandflash程序
#define rGPACON (*(volatile unsigned *)0x56000000) //Port A control
#define rNFCONF (*(volatile unsigned *)0x4E000000) //NAND Flash configuration
#define rNFCONT (*(volatile unsigned *)0x4E000004) //NAND Flash control
#define rNFCMD (*(volatile unsigned *)0x4E000008) //NAND Flash command
#define rNFADDR (*(volatile unsigned *)0x4E00000C) //NAND Flash address
#define rNFDATA8 (*(volatile unsigned char *)0x4E000010) //NAND Flash data
#define rNFSTAT (*(volatile unsigned *)0x4E000020) //NAND Flash operation status
#define NF_CMD(data) {rNFCMD = (data); }
#define NF_ADDR(addr) {rNFADDR = (addr); }
#define NF_nFCE_L() {rNFCONT &= ~(1<<1); }
#define NF_nFCE_H() {rNFCONT |= (1<<1); }
#define NF_RDDATA8() (rNFDATA8)
#define NF_CLEAR_RB() {rNFSTAT |= (1<<2); }
#define NF_DETECT_RB() {while(!(rNFSTAT&(1<<2)));}
#define NF_CE_L() NF_nFCE_L()
#define NF_CE_H() NF_nFCE_H()
//nandflash命令集
#define CMD_READ1 0x00 //读命令周期1
#define CMD_READ2 0x30 //读命令周期2
#define CMD_RESET 0xff //复位
// HCLK=100Mhz
#define TACLS 1
#define TWRPH0 2
#define TWRPH1 0
//把nandflash中的数据复制到SRAM
void RdNF2SDRAM( )
{
unsigned int i, j;
unsigned int start_addr = 0x0; //nandflash起始地址
unsigned char * to = (unsigned char *)0x30000000; //SRAM起始地址
unsigned int size = 0x100000; //复制数据的大小
//初始化nandflash
rGPACON = (rGPACON &~(0x3f<<17)) | (0x3f<<17);
rNFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4)|(0<<0);
rNFCONT = (0<<13)|(0<<12)|(0<<10)|(0<<9)|(0<<8)|(1<<6)|(1<<5)|(1<<4)|(1<<1)|(1<<0);
//开始复制数据
for(i = (start_addr >> 11); size > 0; )
{
//nandflash复位
NF_CE_L();
NF_CLEAR_RB();
NF_CMD(CMD_RESET);
NF_DETECT_RB();
NF_CE_H();
NF_nFCE_L();
NF_CLEAR_RB();
NF_CMD(CMD_READ1); //读命令
//5个周期地址
NF_ADDR(0x00);
NF_ADDR(0x00);
NF_ADDR((i) & 0xff);
NF_ADDR((i >> 8) & 0xff);
NF_ADDR((i >> 16) & 0xff);
NF_CMD(CMD_READ2); //读命令
NF_DETECT_RB(); //等待
//开始复制一页数据
for (j = 0; j < 2048; j++)
{
to[j] = NF_RDDATA8();
}
NF_nFCE_H();
size -= 2048;
to += 2048;
i ++;
}
}
上面程序是把nandflash中的程序从地址0x0开始，复制到SRAM中，它的绝对地址为0x30000000，复制的大小为0x100000。为了简化程序，在这里我们没有进行ECC校验。
经过上面的修改，我们就可以把程序烧写到nandflash中，并运行起来了。至于如何烧写nandflash，我这里就不过多介绍了。我是用J-Link间接烧写的方法，该方法在网上就可以搜索到，而且在购买J-Link所附带的光盘中应该也有详细地讲解。
