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嵌入式系统中Nand-Flash的原理及应用[图]
 
文章编号:
081211154146
文章分类: 单片机 ARM
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关 键 词: Nand-Flash,K9F1208UOB
文章来源:
网络,作者:黄海军 王宜怀
摘 要:
Nand-flash存储器是flash存储器的-种,其内部采用非线性宏单元模式,为固态大容量存储器的实现提供了廉价有效的解决方案,本文以三星公司的K9F1208UOB芯片为例,介绍Nand-flash存储器芯片的读写流程和时序

2 系统硬件连线及软件设计
2.1硬件连线
    K9F1208UOB和S3C2440A的接口电路如图2所示。
 
图2 K9F1208UOB与S3C2440A硬件电路
2.2 软件设计
步骤1:Nand-Flash初始化
    利用ADS1.2等工具建立工程文件nandflash_test.mcp,在Nand.c文件中Test_K9S1208子函数实现了主要测试功能。
gpacon = rGPACON;
rGPACON=(rGPACON &~(0x3f<<17))|(0x3f<<17);
首先备份rGPACON的内容,再设置GPA17-22的工作方式。然后调用Nand-Flash初始化函数。
NF8_Init0;//初始化函数
初始化函数的实现源码如下:
rNFCONF=(TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)I(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):

步骤2:读器件ID码
    由于S3C2440A中没有像支持SDRAM 一样提供直接与Nand-flash存储器的接口,读写的过程要靠软件编程来完成。初始化Nand-Flash后,就可以对Nand-Flash进行操作了。
程序调用NF8_Print_Id()子函数读出器件ID码。

id=NF8_CheckId(); //继续调用子函数
device=(U8)id;
maker=(U8)(id>>8):
Uart_Printf("Maker:%x,Device:%x ",maker,device);
NF8_Print_Id()源码如下:
NF_CMD(0x90);//写入90h指令
NF_ADDR(0x0);//写入地址00h
for(i=0;i<10;i++);
Uart_Printf("NFSTAT:0x%x ",rNFSTAT);
id=NF_RDDATA8()<<8;//Maker code 0xec读出ID值
id |=NF_RDDATA8();
//Devide code(K9S1208V:0x76),(K9K2G16U0M:0xca)

步骤3:页读写程序
    本实验实现了某页的写及读出验证功能。Test_NFS_Rw子函数实现这一功能。
    程序首先初始化要写入的数据,*dstPt是要读出验证的数据,先填0;*srcPt是要写入的数据,先用随机数填满。
for(i=0;i<512;i++) *dstPt++=0x0;//填0
for(i=0;i<512;i++){
#if ADS10==TRUE
    if(offset==-1) *srcPt++=rand()%0xff;//随机数填满
#else
    if(offset==-1) srcPt++ =i%0xf;
#endif
    else *srcPt++=i+offset;
}

写之前先进行擦除工作:
if(NF8_EraseBIock(block)==FAIL) return;
然后进行页写入操作:
if(NF8_WritePage(block,page,srcPt)==FAIL) return;
将用随机数填满的srcPt指向的数据写入到指定的页中。写入之后再读出验证:

if(NF8_ReadPage(block,page,dstPt)==FAIL) 
    return;
Uart_Printf("Checking data. ");
for(error=0,i=0;i<512;i++)
{
    if(*srcPt++!=*dstPt++)
    {//比较操作
        Uart_Printf("Error:%d[W:%x,R:%x] ",i,*srcPt,*dstPt);
        error++;
    }
}
if(error!=0)
{
    Uart_Printf("Fail to R/W test(%d). ",error);
    return(2);
}
else
{
    Uart_Printf("R/W test OK. ");
    return(1);
}

    其中NF8_ReadPage(block,page,dstPt)将读出的数据放入dstPt指向的地址空间里。最后将写入的数据和读出的数据比较,打印验证信息。

步骤4:编译工程
    所有的函数都实现以后,通过ADS1.2进行编泽,生成可执行文件。在工程文件夹" andflash_testaandflash_test_DatakDebugRel"下,可以看到nandflash_test.bin可执行文件。

步骤5:下载程序运行
    将串口线与硬件开发系统板串口和开发PC机的COM1连接好(主要用于回显),用USB线和开发PC 机的USB口相连后(主要用于数据的下载),打开DNW 软件,将串口设置为COM1,比特率设置为115200,USB下载地址设为0x30000000。
    使用DNW 将前面生成的可执行文件下载到内存中去运行。

3 结束语
    本文主要讨论了Nand-flash存储器芯片的工作原理以及以三星公司基于ARM公司的ARM920T处理器核S3C2440A为平台举了一个测试实例,让读者对整个存储系统的软硬件设计过程有了一个较为全面的了解,便于在其它嵌入式系统设计中运用。

 
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