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2011年(41)

分类: 嵌入式

2011-06-15 17:58:38

看了好久的nandflash手册以及其他方面的一些资料,因为英语不好,所以手册看的有点晕,幸好网络资源的丰富。总结一下我所理解的nandflash操作,基于一些其他的原因,暂时不继续进行裸机编程,只是把所有的理解详细的写下来。

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2440IO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  spare ereamain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,OOBspare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 ) 。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 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 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 Block )。

从 前10Block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NFMECCD0/1main区数据ECC),读写spare区后自动生成ECCNFSECCD0/1spare区数据ECC)。然后我们需要把这俩个ECC数据保存到nandspare区,对于K9F2G08U0Aspare 区有64byte,不要使用第12byte,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ECCspare区的ECC。当读出main区的数据时,同样硬件自动生成 ECCNFMECCD0/1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。

补充:昨天写的博文,今天又看了一些书,补充一下。

首先我的芯片是sangsun公司的 K9F2G08U0B 恩,芯片的大小是256M 8位IO 手册上没有明确写整个芯片分为多少个plane 但我看了一下后面的一下描述我认为整个芯片分为2个plane。

另外还有一个比较重要的是,改正一下,nandflash的存储区包括俩部分,mian区和spare区,另外nandflash还有寄存器--状态寄存器。在完成读写操作后,通过    读状态寄存器命令  这个操作读出nandflash中的状态判断读写操作是否成功。注意这个寄存器在nandflash中,不是nandflash控制器中的寄存器。寄存器值的意义在手册后面有说明。

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