(這是一篇來(lái)自網(wǎng)上的文章,僅供參考。)
所謂Flash,是內(nèi)存(Memory)的一種,但兼有RAM和ROM 的優(yōu)點(diǎn),是一種可在系統(tǒng)(In-System)進(jìn)行電擦寫,掉電后信息不丟失的存儲(chǔ)器,同時(shí)它的高集成度和低成本使它成為市場(chǎng)主流。
芯片是由內(nèi)部成千上萬(wàn)個(gè)存儲(chǔ)單元組成的,每個(gè)單元存儲(chǔ)一個(gè)bit。具有低功耗、大容量、擦寫速度快、可整片或分扇區(qū)在系統(tǒng)編程(燒寫)、擦除等特點(diǎn),并且可由內(nèi)部嵌入的算法完成對(duì)芯片的操作,因而在各種嵌入式系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
作為一種非易失性存儲(chǔ)器,F(xiàn)lash在系統(tǒng)中通常用于存放程序代碼、常量表以及一些在系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等。
常用的Flash為8位或16位的數(shù)據(jù)寬度,編程電壓為單3.3V。主要的生產(chǎn)廠商為INTEL、ATMEL、AMD、HYUNDAI等。Flash 技術(shù)根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合也分為不同的發(fā)展方向,有擅長(zhǎng)存儲(chǔ)代碼的NOR Flash和擅長(zhǎng)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的NAND Flash。一下對(duì)NOR Flash和NAND Flash的技術(shù)分別作了相應(yīng)的介紹。
隨著技術(shù)的發(fā)展,愈來(lái)愈多的電子產(chǎn)品需要更多的智能化,這也對(duì)這些產(chǎn)品的程序存儲(chǔ)提出了更高的要求。Flash 作為一種低成本、高集成度的存儲(chǔ)技術(shù)在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。今天90%的PC、超過90%的手機(jī)、超過50%的Modem,都是用了Flash,如今Flash市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)超過了100億美元。
如此巨大的市場(chǎng)規(guī)模,也導(dǎo)致市場(chǎng)上的Flash 品牌層出不窮。在NOR Flash市場(chǎng)中,Intel公司是非常重要的一家生產(chǎn)廠商。Intel公司生產(chǎn)的Flash芯片多年來(lái)占據(jù)著市場(chǎng)的很大份額,而它的芯片封裝形式和接口也成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),從而為不同品牌的Flash帶來(lái)了兼容的方便。
首先,F(xiàn)lash 要通過系統(tǒng)總線接在處理器上,即保持一個(gè)高速的數(shù)據(jù)交換的通道。那么就必須了解一下Flash在系統(tǒng)總線上的基本操作。
1) 先了解一下處理器存儲(chǔ)空間BANK的概念。以32位處理器S3C2410為例,理論上可以尋址的空間為4GB,但其中有3GB的空間都預(yù)留給處理器內(nèi)部的寄存器和其他設(shè)備了,留給外部可尋址的空間只有1GB,也就是0X00000000~0X3fffffff,總共應(yīng)該有30根地址線。這1GB的空間,2410處理器又根據(jù)所支持的設(shè)備的特點(diǎn)將它分為了8份,每份空間有128MB,這每一份的空間又稱為一個(gè)BANK。為方便操作,2410獨(dú)立地給了每個(gè)BANK一個(gè)片選信號(hào)(nGCS7~nGCS0)。其實(shí)這8個(gè)片選信號(hào)可以看作是2410處理器內(nèi)部30根地址線的最高三位所做的地址譯碼的結(jié)果。正因?yàn)檫@3根地址線所代表的地址信息已經(jīng)由8個(gè)片選信號(hào)來(lái)傳遞了,因此2410處理器最后輸出的實(shí)際地址線就只有A26~A0(如下圖1)
)以圖2(帶nWAIT信號(hào))為例,描述一下處理器的總線的讀操作過程,來(lái)說(shuō)明Flash整體讀、寫的流程。第一個(gè)時(shí)鐘周期開始,系統(tǒng)地址總線給出需要訪問的存儲(chǔ)空間地址,經(jīng)過Tacs時(shí)間后,片選信號(hào)也相應(yīng)給出(鎖存當(dāng)前地址線上地址信息),再經(jīng)過Tcso時(shí)間后,處理器給出當(dāng)前操作是讀(nOE為低)還是寫(new為低),并在Tacc時(shí)間內(nèi)將數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好放之總線上,Tacc時(shí)間后(并查看nWAIT信號(hào),為低則延長(zhǎng)本次總線操作),nOE 拉高,鎖存數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)。這樣一個(gè)總線操作就基本完成
29LV160存儲(chǔ)容量為8M字節(jié),工作電壓為3.3V,采用56腳TSOP封裝或48腳FBGA封裝,16位數(shù)據(jù)寬度。29LV160僅需單3.3V電壓即可完成在系統(tǒng)的編程與擦除操作,通過對(duì)其內(nèi)部的命令寄存器寫入標(biāo)準(zhǔn)的命令序列,可對(duì)Flash進(jìn)行編程(燒寫)、整片擦除、按扇區(qū)擦除以及其他操作。引腳信號(hào)描述和接口電路分別如圖3和圖4所示。
可以從信號(hào)引腳圖3和總線操作圖2看出,NOR Flash的接口和系統(tǒng)總線接口完全匹配,可以很容易地接到系統(tǒng)總線上。
Flash 的命令很多,但常用到的命令就3種:識(shí)別、擦除、編程命令。以下就對(duì)3種命令作分別的簡(jiǎn)要介紹:
29lv160_CheckId()
{
printf("Manufacture ID(0x22C4)=%4x, Device ID(0x2249)=%4x\n",manId,devId);
}
NOR Flash 的識(shí)別程序由四個(gè)讀寫周期就可以完成,在Flash的相關(guān)命令表中可以查到相應(yīng)ID識(shí)別的命令。
要對(duì)NOR Flash進(jìn)行寫操作,就一定要先進(jìn)性擦除操作。NOR Flash 的擦除都是以塊(sector)為單位進(jìn)行的,但是每一種型號(hào)的Flash的sector的大小不同,即使在同一片的Flash內(nèi),,不同sector的大小也是不完全一樣的。
void 29lv160db_EraseSector(int targetAddr)
{
printf("Sector Erase is started!\n");
_WR(0x2aa,0x55);
/**************
如上圖5所示,擦除操作時(shí)還要有一個(gè)關(guān)鍵的操作擦除查詢算法,即等待Flash擦除的過程,并返回擦除是否成功的結(jié)果。算法如右圖6所示
{
unsigned int state,flashStatus,old;
old=_RD(BADDR2WADDR(0x0));
while(1)
flashStatus=_RD(BADDR2WADDR(0x0));
if( (old&0x40) == (flashStatus&0x40) )
//printf("[DQ5=1:%x]\n",flashStatus);
flashStatus=_RD(BADDR2WADDR(0x0));
if( (old&0x40) == (flashStatus&0x40) )
} //printf("!\n");
}
以上的方法為查詢數(shù)據(jù)線上的一個(gè)特定位Toggle位。此外還有2種檢測(cè)方法,一種為提供額外的Busy信號(hào),處理器通過不斷查詢Busy信號(hào)來(lái)得知Flash的擦除操作是否完成,一般較少應(yīng)用;一種為查詢Polling
int 29lv160db_ProgFlash(U32 realAddr,U16 da
{
_WR(BADDR2WADDR(realAddr),da
_WAIT(BADDR2WADDR(realAddr);
}
對(duì)擦除過的Flash進(jìn)行編程比較簡(jiǎn)單,但仍然用到以上提到的查詢算法,速度比較慢,一般為20uS,最長(zhǎng)的達(dá)到500uS 。
NAND FLASH 在對(duì)大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)需要中日益發(fā)展,到現(xiàn)今,所有的數(shù)碼相機(jī)、多數(shù)MP3播放器、各種類型的U盤、很多PDA里面都有NAND FLASH的身影。
程序和數(shù)據(jù)可存放在同一片芯片上,擁有獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線和地址總線,能快速隨機(jī)地讀取,允許系統(tǒng)直接從Flash中讀取代碼執(zhí)行,而無(wú)需先將代碼下載至RAM中再執(zhí)行
可以單字節(jié)或單字編程,但不能單字節(jié)擦除,必須以塊為單位或?qū)φ瑘?zhí)行擦除操作,在對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行編程之前需要對(duì)塊或整片進(jìn)行預(yù)編程和擦除操作。
NAND FLASH
以頁(yè)為單位進(jìn)行讀寫操作,1頁(yè)為256B或512B;以塊為單位進(jìn)行擦除操作,1塊為4KB、8KB或16KB。具有快編程和快擦除的功能
芯片存儲(chǔ)位錯(cuò)誤率較高,推薦使用 ECC校驗(yàn),并包含有冗余塊,其數(shù)目大概占1%,當(dāng)某個(gè)存儲(chǔ)塊發(fā)生錯(cuò)誤后可以進(jìn)行標(biāo)注,并以冗余塊代替
Samsung、TOSHIBA和Fujistu三家公司支持采用NAND技術(shù)NAND Flash。目前,Samsung公司推出的最大存儲(chǔ)容量可達(dá)8Gbit。NAND 主要作為SmartMedia卡、Compact Flash卡、PCMCIA ATA卡、固態(tài)盤的存儲(chǔ)介質(zhì),并正成為Flash磁盤技術(shù)的核心。
閃存是非易失存儲(chǔ)器,可以對(duì)稱為塊的存儲(chǔ)器單元塊進(jìn)行擦寫和再編程。任何flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行,所以大多數(shù)情況下,在進(jìn)行寫入操作之前必須先執(zhí)行擦除。NAND器件執(zhí)行擦除操作是十分簡(jiǎn)單的,而NOR則要求在進(jìn)行擦除前先要將目標(biāo)塊內(nèi)所有的位都寫為0。
由于擦除NOR器件時(shí)是以64~128KB的塊進(jìn)行的,執(zhí)行一個(gè)寫入/擦除操作的時(shí)間為5s,與此相反,擦除NAND器件是以8~32KB的塊進(jìn)行的,執(zhí)行相同的操作最多只需要4ms。
執(zhí)行擦除時(shí)塊尺寸的不同進(jìn)一步拉大了NOR和NADN之間的性能差距,統(tǒng)計(jì)表明,對(duì)于給定的一套寫入操作(尤其是更新小文件時(shí)),更多的擦除操作必須在基于NOR的單元中進(jìn)行。這樣,當(dāng)選擇存儲(chǔ)解決方案時(shí),設(shè)計(jì)師必須權(quán)衡以下的各項(xiàng)因素。
帶有SRAM接口,有足夠的地址引腳來(lái)尋址,可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個(gè)字節(jié)。
NAND器件使用復(fù)雜的I/O口來(lái)串行地存取數(shù)據(jù),共用8位總線(各個(gè)產(chǎn)品或廠商的方法可能各不相同)。8個(gè)引腳用來(lái)傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。NAND讀和寫操作采用512字節(jié)的頁(yè)和32KB的塊為單位,這一點(diǎn)有點(diǎn)像硬盤管理此類操作,很自然地,基于NAND的存儲(chǔ)器就可以取代硬盤或其他塊設(shè)備。
NAND flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半,由于生產(chǎn)過程更為簡(jiǎn)單,NAND結(jié)構(gòu)可以在給定的模具尺寸內(nèi)提供更高的容量,也就相應(yīng)地降低了價(jià)格,大概只有NOR的十分之一。
NOR flash占據(jù)了容量為1~16MB閃存市場(chǎng)的大部分,而NAND flash只是用在8~128MB的產(chǎn)品當(dāng)中,這也說(shuō)明NOR主要應(yīng)用在代碼存儲(chǔ)介質(zhì)中,NAND適合于數(shù)據(jù)存儲(chǔ),NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存儲(chǔ)卡市場(chǎng)上所占份額最大。
采用flahs介質(zhì)時(shí)一個(gè)需要重點(diǎn)考慮的問題是可靠性。對(duì)于需要擴(kuò)展MTBF的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),F(xiàn)lash是非常合適的存儲(chǔ)方案??梢詮膲勖?耐用性)、位交換和壞塊處理三個(gè)方面來(lái)比較NOR和NAND的可靠性。
在NAND閃存中每個(gè)塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬(wàn)次,而NOR的擦寫次數(shù)是十萬(wàn)次。NAND存儲(chǔ)器除了具有10比1的塊擦除周期優(yōu)勢(shì),典型的NAND塊尺寸要比NOR器件小8倍,每個(gè)NAND存儲(chǔ)器塊在給定的時(shí)間內(nèi)的刪除次數(shù)要少一些。
所有flash器件都受位交換現(xiàn)象的困擾。在某些情況下(很少見,NAND發(fā)生的次數(shù)要比NOR多),一個(gè)比特位會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)或被報(bào)告反轉(zhuǎn)了。一位的變化可能不很明顯,但是如果發(fā)生在一個(gè)關(guān)鍵文件上,這個(gè)小小的故障可能導(dǎo)致系統(tǒng)停機(jī)。如果只是報(bào)告有問題,多讀幾次就可能解決了。當(dāng)然,如果這個(gè)位真的改變了,就必須采用錯(cuò)誤探測(cè)/錯(cuò)誤更正(EDC/ECC)算法。位反轉(zhuǎn)的問題更多見于NAND閃存,NAND的供應(yīng)商建議使用NAND閃存的時(shí)候,同時(shí)使用EDC/ECC算法。
這個(gè)問題對(duì)于用NAND存儲(chǔ)多媒體信息時(shí)倒不是致命的。當(dāng)然,如果用本地存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)存儲(chǔ)操作系統(tǒng)、配置文件或其他敏感信息時(shí),必須使用EDC/ECC系統(tǒng)以確??煽啃?。
NAND器件中的壞塊是隨機(jī)分布的。以前也曾有過消除壞塊的努力,但發(fā)現(xiàn)成品率太低,代價(jià)太高,根本不劃算。NAND器件需要對(duì)介質(zhì)進(jìn)行初始化掃描以發(fā)現(xiàn)壞塊,并將壞塊標(biāo)記為不可用?,F(xiàn)在的FLSAH一般都提供冗余塊來(lái)代替壞塊如發(fā)現(xiàn)某個(gè)塊的數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤(ECC校驗(yàn)),則將該塊標(biāo)注成壞塊,并以冗余塊代替。這導(dǎo)致了在NAND Flash 中,一般都需要對(duì)壞塊進(jìn)行編號(hào)管理,讓每一個(gè)塊都有自己的邏輯地址。
可以非常直接地使用基于NOR的閃存,可以像其他存儲(chǔ)器那樣連接,并可以在上面直接運(yùn)行代碼。由于需要I/O接口,NAND要復(fù)雜得多。各種NAND器件的存取方法因廠家而異。在使用NAND器件時(shí),必須先寫入驅(qū)動(dòng)程序,才能繼續(xù)執(zhí)行其他操作。向NAND器件寫入信息需要相當(dāng)?shù)募记桑驗(yàn)樵O(shè)計(jì)師絕不能向壞塊寫入,這就意味著在NAND器件上自始至終都必須進(jìn)行虛擬映射。
當(dāng)討論軟件支持的時(shí)候,應(yīng)該區(qū)別基本的讀/寫/擦操作和高一級(jí)的用于磁盤仿真和閃存管理算法的軟件,包括性能優(yōu)化。在NOR器件上運(yùn)行代碼不需要任何的軟件支持,在NAND器件上進(jìn)行同樣操作時(shí),通常需要驅(qū)動(dòng)程序,也就是內(nèi)存技術(shù)驅(qū)動(dòng)程序(MTD),NAND和NOR器件在進(jìn)行寫入和擦除操作時(shí)都需要MTD。使用NOR器件時(shí)所需要的MTD要相對(duì)少一些,許多廠商都提供用于NOR器件的更高級(jí)軟件,這其中包括M-System的TrueFFS驅(qū)動(dòng),該驅(qū)動(dòng)被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等廠商所采用。驅(qū)動(dòng)還用于對(duì)DiskOnChip產(chǎn)品進(jìn)行仿真和NAND閃存的管理,包括糾錯(cuò)、壞塊處理和損耗平衡。
在掌上電腦里要使用NAND FLASH 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和程序,但是必須有NOR FLASH來(lái)啟動(dòng)。除了SAMSUNG處理器,其他用在掌上電腦的主流處理器還不支持直接由NAND FLASH 啟動(dòng)程序。因此,必須先用一片小的NOR FLASH 啟動(dòng)機(jī)器,在把OS等軟件從NAND FLASH 載入SDRAM中運(yùn)行才行。
NOR FLASH的主要供應(yīng)商是INTEL ,MICRO等廠商,曾經(jīng)是FLASH的主流產(chǎn)品,但現(xiàn)在被NANDFLASH擠的比較難受。它的優(yōu)點(diǎn)是可以直接從FLASH中運(yùn)行程序,但是工藝復(fù)雜,價(jià)格比較貴。
NAND FLASH的主要供應(yīng)商是SAMSUNG和東芝,在U盤、各種存儲(chǔ)卡、MP3播放器里面的都是這種FLASH,由于工藝上的不同,它比NORFLASH擁有更大存儲(chǔ)容量,而且便宜。但也有缺點(diǎn),就是無(wú)法尋址直接運(yùn)行程序,只能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。另外NAND FLASH非常容易出現(xiàn)壞區(qū),所以需要有校驗(yàn)的算法。
NAND FLASH是采用與非門結(jié)構(gòu)技術(shù)的非易失存儲(chǔ)器,有8位和16位兩種組織形式,下面以8位的NAND FLASH進(jìn)行討論。
與NOR Flash相比較,其數(shù)據(jù)線寬度只有8bit,沒有地址總線,I/O接口可用于控制命令和地址的輸入,也可用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出,多了CLE和ALE來(lái)區(qū)分總線上的數(shù)據(jù)類別。
NAND FLASH主要以頁(yè)(page)為單位進(jìn)行讀寫,以塊(block)為單位進(jìn)行擦除。FLASH頁(yè)的大小和塊的大小因不同類型塊結(jié)構(gòu)而不同,塊結(jié)構(gòu)有兩種:小塊(圖7)和大塊(圖8),小塊NAND FLASH包含32個(gè)頁(yè),每頁(yè)512+16字節(jié);大塊NAND FLASH包含64頁(yè),每頁(yè)2048+64字節(jié)。
其中,512B(或1024B)用于存放數(shù)據(jù),16B(64B)用于存放其他信息(包括:塊好壞的標(biāo)記、塊的邏輯地址、頁(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)的ECC校驗(yàn)和等)。NAND設(shè)備的隨機(jī)讀取得效率很低,一般以頁(yè)為單位進(jìn)行讀操作。系統(tǒng)在每次讀一頁(yè)后會(huì)計(jì)算其校驗(yàn)和,并和存儲(chǔ)在頁(yè)內(nèi)的冗余的16B內(nèi)的校驗(yàn)和做比較,以此來(lái)判斷讀出的數(shù)據(jù)是否正確。
大塊和小塊NAND FLASH都有與頁(yè)大小相同的頁(yè)寄存器,用于數(shù)據(jù)緩存。當(dāng)讀數(shù)據(jù)時(shí),先從NAND FLASH內(nèi)存單元把數(shù)據(jù)讀到頁(yè)寄存器,外部通過訪問NAND FLASH I/O端口獲得頁(yè)寄存器中數(shù)據(jù)(地址自動(dòng)累加);當(dāng)寫數(shù)據(jù)時(shí),外部通過NAND FLASH I/O端口輸入的數(shù)據(jù)首先緩存在頁(yè)寄存器,寫命令發(fā)出后才寫入到內(nèi)存單元中。
2410處理器擁有專門針對(duì) NAND設(shè)備的接口,可以很方便地和NAND設(shè)備對(duì)接,如圖9所示。雖然NAND設(shè)備的接口比較簡(jiǎn)單,容易接到系統(tǒng)總線上,但2410處理器針對(duì)NAND設(shè)備還集成了硬件ECC校驗(yàn),這將大大提高NAND設(shè)備的讀寫效率。當(dāng)沒有處理器的ECC支持時(shí),就需要由軟件來(lái)完成ECC校驗(yàn),這將消耗大量的CPU資源,使讀寫速度下降。
NAND設(shè)備的軟件調(diào)試一般分為以下幾個(gè)步驟:設(shè)置相關(guān)寄存器、NAND 設(shè)備的初始化、NAND設(shè)備的識(shí)別、NAND設(shè)備的讀擦寫(帶ECC校驗(yàn) )
設(shè)備的操作都是需要通過命令來(lái)完成,不同廠家的命令稍有不同,以下一Samsung公司的K9F1208U0M命令表為例介紹NAND設(shè)備的軟件編寫。
#define NF_nFCE_L() {rNFCONF&=~(1<<11);}
#define NF_nFCE_H() {rNFCONF|=(1<<11);}
#define NF_RSTECC() {rNFCONF|=(1<<12);}
#define NF_WRDATA(da
#define NF_WAITRB() {while(!(rNFSTAT&(1<<0)));}
static void NF_Init(void) //Flash
{
rNFCONF=(1<<15)|(1<<14)|(1<<13)|(1<<12)|(1<<11)|(TACLS<<8)|(TWRPH0<<4)|(TWRPH1<<0); //
// 1 1 1 1, 1 xxx, r xxx, r xxx
// En 512B 4step ECCR nFCE="H" tACLS tWRPH0 tWRPH1
}
static void NF_Reset(void) //Flash
{
NF_CMD(0xFF); //reset command
NF_WAITRB(); //wait 200~500us;
}
NAND設(shè)備的識(shí)別 //#define ID_K9F1208U0M 0xec76
static U16 NF_CheckId(void)
{
for(i=0;i<10;i++); //wait tWB(100ns)
// Maker co
id|=NF_RDDATA(); // Devide co
}
static int NF_EraseBlock(U32 block)
{
0x60); // Erase on
NF_ADDR(blockPage&0xff); // Page number="0"
NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff);
0xd0); // Erase on
for(i=0;i<10;i++); //wait tWB(100ns)//??????
NF_WAITRB(); // Wait tBERS max 3ms.
NF_CMD(0x70); // Read status command
if (NF_RDDATA()&0x1) // Erase error
Uart_Printf("[ERASE_ERROR:block#=%d]\n",block);
}
static int NF_ReadPage(U32 block,U32 page,U8 *buffer)
{
page=page&0x1f; //32頁(yè)
blockPage=(block<<5)+page; //1Bolck包含32頁(yè)
NF_RSTECC(); // Initialize ECC
NF_CMD(0x00); // Read command
NF_ADDR(0); // Column = 0
NF_ADDR(blockPage&0xff); //
NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff); // Block & Page num.
NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff); //
for(i=0;i<10;i++); //wait tWB(100ns)
NF_WAITRB(); // Wait tR(max 12us)
*bufPt++=NF_RDDATA(); // Read on
}
/************************ECC校驗(yàn)***************************/
se[i]=NF_RDDATA(); // Read spare array
//
if(ecc0==se[0] && ecc1==se[1] && ecc2==se[2]) //
{ //比較數(shù)據(jù)結(jié)果是否正確
Uart_Printf("[ECC OK:%x,%x,%x]\n",se[0],se[1],se[2]);
Uart_Printf("[ECC ERROR(RD):read:%x,%x,%x, reg:%x,%x,%x]\n",
se[0],se[1],se[2],ecc0,ecc1,ecc2);
}
static int NF_WritePage(U32 block,U32 page,U8 *buffer)
{
NF_RSTECC(); // Initialize ECC
0x0); //?????\\Read Mode 1
NF_CMD(0x80); // Write 1st command,數(shù)據(jù)輸入
NF_ADDR(0); // Column 0
NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff); // Block & page num.
NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff);
NF_WRDATA(*bufPt++); // Write on
seBuf[5]=0xff; // Marking good block
NF_WRDATA(seBuf[i]); // Write spare array(ECC and Mark)
NF_CMD(0x10); // Write 2nd command
for(i=0;i<10;i++); //tWB = 100ns. ////??????
NF_WAITRB(); //wait tPROG 200~500us;
NF_CMD(0x70); // Read status command
for(i=0;i<3;i++); //twhr=60ns
if (NF_RDDATA()&0x1) // Page write error
Uart_Printf("[PROGRAM_ERROR:block#=%d]\n",block);
//return NF_VerifyPage(block,page,pPage);
}
JFFS2(沒有壞塊處理,支持大容量存儲(chǔ)的時(shí)候需要消耗大量的內(nèi)存,大量的隨機(jī)訪問降低了NAND設(shè)備的讀取效率)和YAFFS(速度快,但不支持文件的壓縮和解壓)
支持DiskOnChip設(shè)備的TRUEFFS(True Flash File System). TRUEFFS是M-Systems公司為其產(chǎn)品DiskOnChip開發(fā)的文件系統(tǒng),其規(guī)范并不開放。
由SSFDC(Solid State Floppy Disk Card)論壇定義的支持SM卡的DOS-FAT。SM卡的DOS-FAT文件系統(tǒng)是由SSFDC論壇定義的,但它必須用在標(biāo)準(zhǔn)的塊設(shè)備上。
對(duì)于大量用在各類存儲(chǔ)卡上的NAND 設(shè)備而言,他們幾乎都采用FAT文件系統(tǒng),而在嵌入式操作系統(tǒng)下,還沒有驅(qū)動(dòng)程序可以直接讓NAND設(shè)備采用文件系統(tǒng),就技術(shù)角度來(lái)說(shuō),F(xiàn)AT文件系統(tǒng)不是很適合NAND設(shè)備,因?yàn)镕AT文件系統(tǒng)的文件分區(qū)表需要不斷地擦寫,而NAND設(shè)備的只能有限次的擦寫。
在上面已經(jīng)很明顯的提到,NAND設(shè)備存在壞塊,為和上層文件系統(tǒng)接口,NAND設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序必須給文件系統(tǒng)提供一個(gè)可靠的存儲(chǔ)空間,這就需要ECC(Error Corection Co
軟件規(guī)范中,詳細(xì)定義了如何利用NAND設(shè)備每個(gè)頁(yè)中的冗余信息來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能。這個(gè)軟件規(guī)范中,很重要的一個(gè)概念就是塊的邏輯地址,它將在物理上可能不連續(xù)、不可靠的空間分配編號(hào),為他們?cè)谶壿嬁臻g上給系統(tǒng)文件提供一個(gè)連續(xù)可靠的存儲(chǔ)空間。
表3給出了SSFDC規(guī)范中邏輯地址的標(biāo)注方法。在系統(tǒng)初始化的時(shí)候,驅(qū)動(dòng)程序先將所有的塊掃描一遍,讀出他們所對(duì)應(yīng)的邏輯地址,并把邏輯地址和虛擬地址的映射表建好。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),驅(qū)動(dòng)程序通過查詢映射表,找到需要訪問的邏輯地址所對(duì)應(yīng)的物理地址然后進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫。
表4給出了塊邏輯地址的存放格式,LA表示邏輯地址,P代表偶校驗(yàn)位。邏輯地址只有10bit,代表只有1024bit的尋址空間。而SSFDC規(guī)范將NAND設(shè)備分成了多個(gè)zone,每個(gè)zone 內(nèi)有1024塊,但這物理上的1024塊映射到邏輯空間只有1000塊,其他的24塊就作為備份使用,當(dāng)有壞塊存在時(shí),就可以以備份塊將其替換。
有了以上的軟件規(guī)范,就可以對(duì)NAND設(shè)備寫出較標(biāo)準(zhǔn)的ECC校驗(yàn),并可以編寫檢測(cè)壞塊、標(biāo)記壞塊、建立物理地址和邏輯地址的映射表的程序了。
static int NF_IsBadBlock(U32 block) 檢測(cè)壞塊
{
blockPage=(block<<5); // For 2'nd cycle I/O[7:5]
NF_CMD(0x50); // Spare array read command
NF_ADDR(blockPage&0xff); // The mark of bad block is in 0 page
NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff); // For block number A[24:17]
NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff); // For block number A[25]
for(i=0;i<10;i++); // wait tWB(100ns) //?????
NF_WAITRB(); // Wait tR(max 12us)
Uart_Printf("[block %d has been marked as a bad block(%x)]\n",block,da
}
static int NF_MarkBadBlock(U32 block) //標(biāo)記壞塊
{
NF_CMD(0x50); //????
NF_CMD(0x80); // Write 1st command
NF_ADDR(0x0); // The mark of bad block is
NF_ADDR(blockPage&0xff); // marked 5th spare array
NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff); // in the 1st page.
NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff);
NF_WRDATA(seBuf[i]); // Write spare array
NF_CMD(0x10); // Write 2nd command
for(i=0;i<10;i++); //tWB = 100ns. ///???????
NF_WAITRB(); // Wait tPROG(200~500us)
for(i=0;i<3;i++); //twhr=60ns////??????
if (NF_RDDATA()&0x1) // Spare arrray write error
Uart_Printf("[Program error is occurred but ignored]\n");
Uart_Printf("[block #%d is marked as a bad block]\n",block);
}
int search_logic_block(void) //
{
unsigned int block,i,blockPage,logic_no,zone,zone_i;
for(i=0;i<BLOCK_NR;i++) //初始化全局變量
zone=BLOCK_NR/1024; //確定NAND設(shè)備中zone
for(block=0;block<1024;block++)
blockPage=((block+zone_i*1024)<<BLOCK_ADDRERSS_SHIFT);
NF_WATIRB(); //等待R/B#信號(hào)有效
NF_CMD(0x50); // 讀取每個(gè)block內(nèi)部第
NF_ADDR(0); // Column 0
NF_ADDR(blockPage&0xff);
NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff); // Block & page num.
NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff);
NF_WATIRB(); //等待R/B#信號(hào)有效
for(i=0;i<16;i++) se[i]=NF_RDDATA(); // Write spare array
//檢測(cè)是否存在壞塊
printk("\n\rphysic block %d is bad block\n\r",block);
printk("block address1:%d!=block address2 %d\n\r",se[7],se[12]);
logic_no=((0x7&se[6])<<7)+(se[7]>>1)+zone_i*1000;
if(lg2ph[logic_no]!=0xffff) //
printk("physical block %d and block %d have the same logic number %d\n",lg2ph[logic_no],block,logic_no);
else lg2ph[logic_no]=block; //
logic_number++;
else if(se[7]==0xff) //說(shuō)明該block尚未編號(hào)
printk("there are totally %d logic blocks\n\r",logic_number);
}
這段代碼的主要作用就是產(chǎn)生數(shù)組lg2ph[],這個(gè)數(shù)組的含義就是“塊物理地址=lg2ph[邏輯地址]”。
評(píng)論
kan kan
luguo
# Re:FLASH的ECC error 2007-8-4 4:22:54 bill
Hi there,
I want to ask you a ECC question. I tried to port nand flash of ST (16M*8bit) to at91sam9260ek board. I implement ECC in U-boot using HW4-512 (page size = 512, ecc bytes= 4 and oobsize =16). the u-boot can erase, write and read normally. The problem is there exits ECC error when linux kernel start to read JFFS2 file in the nandflash. In the Linux kernel, I used kernel default Soft ECC(pagesize=256 and ecc bytes =3).
It is very welcomed for your suggestions and hints.
If convenient for you, please reply to billchen.ca@gmail.com
Thanks a lot
Bill
How to do when we need the MTBF da
Please contact me by email: hkkingsound@hotmail.com (MSN also welcome)
# Re:FLASH的讀寫 2007-11-26 14:21:23 eleanor
Great job, you see? u have attracted some admires. you should be generios and answer all their questions. ok? to be nice!it is a pity that i can't really understand your program.
# re:FLASH的讀寫 2007-12-10 8:58:05 INN06CL
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