Nand Flash操作原理
NAND FLASH原理图
由于NAND FLASH是一个存储芯片，那么: 这样的操作很合理"读地址A的数据，把数据B写到地址A"。问1. 原理图上NAND FLASH和S3C2440之间只有数据线，怎么传输地址？
答1．在DATA0～DATA7上既传输数据，又传输地址当ALE为高电平时传输的是地址，
那么在数据线上是不是只传输数据和只传输地址呢？
我们参考NAND FLASH的芯片手册可以知道，对NAND FLASH的操作还需要发出命令，下面有个NAND FLASH的命令表格
问2. 从NAND FLASH芯片手册可知，要操作NAND FLASH需要先发出命令怎么传入命令？
答2．在DATA0～DATA7上既传输数据，又传输地址，也传输命令：
当ALE为高电平时传输的是地址。
当CLE为高电平时传输的是命令。
当ALE和CLE都为低电平时传输的是数据。
问3. 数据线既接到NAND FLASH，也接到NOR FLASH，还接到SDRAM、DM9000等等
那么怎么避免干扰？
答3. 这些设备，要访问之必须"选中"，没有选中的芯片不会工作，相当于没接一样。
问4. 假设烧写NAND FLASH，把命令、地址、数据发给它之后，NAND FLASH肯定不可能瞬间完成烧写的，怎么判断烧写完成？
答4. 通过状态引脚RnB来判断：它为高电平表示就绪，它为低电平表示正忙
问5. 怎么操作NAND FLASH呢？
答5. 根据NAND FLASH的芯片手册，一般的过程是：
1、发出命令
2、发出地址
3、发出数据/读数据
综上所述，对于存储芯片的编程可以总结如下：
1、初始化（主要为时序和控制寄存器的设置）；
2、识别（产生在生成芯片时，都有一个独一无二的编号，即ID，识别过程可以判断初始化是否成功，芯片是否正常等）；
3、读、写操作（需要查看对应芯片手册如何读、写）；
4、擦除操作。
Nand Flash的内部结构与缺陷
NAND FLASH内部结构图，从图中可以可以知道，一个page含有2k 字节的页数据，和64字节的oob区。
为什么有OOB区（out of block）?
答：对于Nand Flash，每一个页，对应一个空闲区域(OOB)，这个区域是基于Nand Flash的硬件特性，数据在读写的时候容易出错，为了保证数据的正确性，就产生了这样一个检测和纠错的区域，用来放置数据的校验值。OOB的读写操作，一般都是随着页的操作一起完成，也就是在读写页的时候，对应的OOB就产生了，那么OOB有什么用途呢？
1). 标记是否存在坏块
2). 存储ECC校验
3). 存储一些与文件系统相关的信息，对于ramfs/jffs2文件系统映像文件中没有OOB的内容，需要根据OOB的标记略过坏块，然后将一页的数据写入，然后计算这一页数据的ECC校验码，然后将它写入到OOB区；而对于yaffs文件系统，因为本身包含有OOB区的数据（里面纪录有坏块标记，ECC校验码，其他信息），所以首先需要检查坏块，如果是，则跳过，然后写入数据，最后写入OOB数据。
比如：在写页数据时，会生成EEC，写入OOB；在读页数据时，会重新算出ECC，然后和以前的ECC进行比较。若相等 ，则没有出现位反转；若不相等，则出现了位反转，然后会根据特殊的算法找出出错的位，然后进行修正。
我们该如何表述OOB的内容，举个例子，下图的2048个数据表示的是哪一个字节？
答：是Page1的第0个字节。CPU使用某个地址访问数据的时候，是在页数据空间来寻址的，根本就看不到oob区。
我们知道NAND FLASH 和 NOR FLASH相比有个缺点，NAND FLASH读或写一页数据的时候，可能会发生位反转，里面可能有一位是错误的，为了解决这个问题，引入oob区，
它写页数据的时候，把数据写进页数据的同时会生成一个校验码，把这个校验码写进oob区里面，当读数据的时候，读出1页数据，读取1数据里面有可能有某一位发生错误，它继续读出原来的校验码，使用oob区里面的校验码，来修正页数据里面的数据。从这里我们可以得出一个结论，oob区的存在是为了解决NAND FLASH的缺陷而存在的。
CPU: 只关心数据，不需要看到oob区的校验码(把数据读出来，然后进行校验再把正确的数据返回，就可以了)。CPU想使用某个addr来访问数据的时候，addr是在页数据区间来寻址的，addr根本不会在oob区里面寻址。
Nand Flash的数据读取
对于JZ2440,Nand Flash的大小只有4K。如果，烧写到Nand Flash的代码大于4k,则会导致烧写失败。如何解决这个问题，方法之一是我们可以把Nand Flash的代码重定位到SDRAM中。即需要先读出Nand Flash的数据，然后把数据逐个写入到SDRAM中去。
首先，如果我们要使用SDRAM，首先要完成SDRAM的初始化，代码如下
.text
.global _start
/* 关闭看门狗 */
ldr r0, =0x53000000
ldr r1, =0
str r1, [r0]
/* 设置MPLL, FCLK : HCLK : PCLK = 400m : 100m : 50m */
/* LOCKTIME(0x4C000000) = 0xFFFFFFFF */
ldr r0, =0x4C000000
ldr r1, =0xFFFFFFFF
str r1, [r0]
/* CLKDIVN(0x4C000014) = 0X5, tFCLK:tHCLK:tPCLK = 1:4:8 */
ldr r0, =0x4C000014
ldr r1, =0x5
str r1, [r0]
/* 设置CPU工作于异步模式 */
mrc p15,0,r0,c1,c0,0
orr r0,r0,#0xc0000000 //R1_nF:OR:R1_iA
mcr p15,0,r0,c1,c0,0
/* 设置内存: sp 栈 */
/* 分辨是nor/nand启动
* 写0到0地址, 再读出来
* 如果得到0, 表示0地址上的内容被修改了, 它对应ram, 这就是nand启动
* 否则就是nor启动
*/
mov r1, #0
ldr r0, [r1] /* 读出原来的值备份 */
str r1, [r1] /* 0->[0] */
ldr r2, [r1] /* r2=[0] */
cmp r1, r2 /* r1==r2? 如果相等表示是NAND启动 */
ldr sp, =0x40000000+4096 /* 先假设是nor启动 */
moveq sp, #4096 /* nand启动 */
streq r0, [r1] /* 恢复原来的值 */
/* 设置MPLLCON(0x4C000004) = (92<<12)|(1<<4)|(1<<0)
* m = MDIV+8 = 92+8=100
* p = PDIV+2 = 1+2 = 3
* s = SDIV = 1
* FCLK = 2*m*Fin/(p*2^s) = 2*100*12/(3*2^1)=400M
*/
ldr r0, =0x4C000004
ldr r1, =(92<<12)|(1<<4)|(1<<0)
str r1, [r0]
/* 一旦设置PLL, 就会锁定lock time直到PLL输出稳定
* 然后CPU工作于新的频率FCLK
*/
//初始化sdram
bl sdram_init
/* 重定位text, rodata, data段整个程序 */
bl copy2sdram
/* 清除BSS段 */
bl clean_bss
void sdram_init(void)
{
BWSCON = 0x22000000;
BANKCON6 = 0x18001;
BANKCON7 = 0x18001;
REFRESH = 0x8404f5;
BANKSIZE = 0xb1;
MRSRB6 = 0x20;
MRSRB7 = 0x20;
}
代码重定位：
int isBootFromNorFlash(void)
{
volatile unsigned int *p = (volatile unsigned int *)0;
unsigned int val = *p;
*p = 0x12345678;
if (*p == 0x12345678)
{
/* 写成功, 对应nand启动 */
*p = val;
return 0;
}
else
{
return 1;
}
}
void copy2sdram(void)
{
/* 要从lds文件中获得 __code_start, __bss_start
* 然后从0地址把数据复制到__code_start
*/
extern int __code_start, __bss_start;
volatile unsigned int *dest = (volatile unsigned int *)&__code_start;
volatile unsigned int *end = (volatile unsigned int *)&__bss_start;
volatile unsigned int *src = (volatile unsigned int *)0;
int len;
len = ((int)&__bss_start) - ((int)&__code_start);
if (isBootFromNorFlash())
{
while (dest < end)
{
*dest++ = *src++;
}
}
else
{
nand_init();
nand_read(src, dest, len);
}
}
可以根据性质判断此时为Nor启是Nand启动。即Nor可以像内存一样读但是不能像内存一样写；Nand可以像内存一样对，也可以像内存一样写。因此，可以根据能否写数据，判断此时的启动方式。
接下来，是把Nand中的数据重定位到Sdram中
void nand_init(void)
{
#define TACLS 0
#define TWRPH0 1
#define TWRPH1 0
/*设置NAND FLASH的时序*/
NFCONF = (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);
/*使能NAND FLASH控制器,初始化ECC，禁止片选*/
NFCONT = (1<<4) | (1<<1) | (1<<0);
}
void nand_select(void)
{
/*使能片选*/
NFCONT &=~(1<<1);
}
void nand_deselect(void)
{
/*禁止片选*/
NFCONT |= (1<<1);
}
void nand_cmd(unsigned char cmd)
{
volatile int i;
NFCCMD = cmd;
for(i=0; i<10; i++);
}
void nand_addr_byte(unsigned char addr)
{
volatile int i;
NFADDR = addr;
for(i=0; i<10; i++);
}
unsigned char nand_data(void)
{
return NFDATA;
}
void nand_read(unsigned int addr, unsigned char *buf, unsigned int len)
{
int i = 0;
int page = addr / 2048;
int col = addr & (2048 - 1);
nand_select();
while (i < len)
{
/* 发出00h命令 */
nand_cmd(00);
/* 发出地址 */
/* col addr */
nand_addr_byte(col & 0xff);
nand_addr_byte((col>>8) & 0xff);
/* row/page addr */
nand_addr_byte(page & 0xff);
nand_addr_byte((page>>8) & 0xff);
nand_addr_byte((page>>16) & 0xff);
/* 发出30h命令 */
nand_cmd(0x30);
/* 等待就绪 */
wait_ready();
/* 读数据 */
for (; (col < 2048) && (i < len); col++)
{
buf[i++] = nand_data();
}
if (i == len)
break;
col = 0;
page++;
}
nand_deselect();
}
相应的时序图
