u-boot分析（九）----nand flash初始化|nand flash读写分析

u-boot分析（九）

　　上篇博文我们按照210的启动流程，分析到了初始化串口，由于接下来的取消存储保护不是很重要，所以我们今天按照u-boot的启动流程对nand flash初始化进行分析。

今天我们会用到的文档：

1.        2440芯片手册：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358949

2.        6410芯片手册：http://download.csdn.net/detail/wrjvszq/8358965

3.        210芯片手册：S5PV210_UM_REV1.1（我的不知道为什么传不上去大家去百度搜吧）

4.        Nand flash芯片手册：大家根据自己的nand flash芯片型号，找到对应的手册

我们今天会通过以下几点，对nand flash的初始化进行介绍：

1.      Nand flash简介

2.      Nand flash初始化

3.      Nand flash读写操作

l  Nand flash简介

1.       分类

Nand flash闪存芯片又分为

1)        SLC（单层单元，每个存储格上存一个）

2)        MLC（多层单元，每个存储格上存两个）

3)        TLC（三层单元，每个存储格上存三个）

2.       访问方式

类似与我们单片机里面的外设，其有自己的控制器，可以对数据解析，我们要按照固定的格式和协议进行访问。

3.       地址构成

在Nand flash芯片手册中我们很容易找到其构成图，我们结合下图对其进行简单分析

1)        device：一个Nand flash可以分为多个block

2)        block：一个block可以分为多个pages

3)        page：一个page可以分为两个区，分别为数据区和信息区（包括校验码等内容）

其地址构成分为：

行地址：表示要访问的页在块中的页编号

列地址：表示要访问的地址在该页中的偏移

l  Nand flash初始化

通过上面的分析我们对nand的基本信息有了了解，下面我们来分析其初始化，同样我们可以参考u-boot给出的代码得出其初始化流程：

1)        设置管脚

2)        初始化NFCONF寄存器

3)        初始化NFCONT寄存器

1.       初始化NFCONF寄存器

在初始化NFCONF寄存器的时候我们要特别注意下面几个值（这三个值是将nand flash和我们芯片自有的nand flash控制器的时序相匹配的重要值）：TACLS、TWRPH0、TWRPH1。

我们可以在我们的芯片手册中找到nand flash控制器所提供的时序图，其中TACLS、TWRPH0、TWRPH1是我们自己可以配置的。

同时可以在nand flash芯片手册中找到其所需要的时序图，如下

简单通过时序比较我们就可以清楚的知道，TACLS、TWRPH0、TWRPH1分别对应tCLS、twp、tCLH

那么其所需要的这些值的大小到底是多少呢？我们通过nand的芯片手册就可以找到下表，其中的值是该时序所需的最小值。

通过以上分析，我们再结合在http://www.cnblogs.com/wrjvszq/p/4227435.html一文中设置的系统时钟，就可以轻松的设置我们的NFCONF寄存器了，NFCONT寄存器设置比较简单，按照寄存器说明即可，在此也就不过多分析了。

 /*
  * Nand Interface Init for SMDKC110
  */
 nand_asm_init:

     /* Setting GPIO for NAND */
     /* This setting is NAND initialze code at booting time in iROM. */

     ldr    r0, =ELFIN_GPIO_BASE

     ldr    r1, [r0, #MP01CON_OFFSET]
     bic    r1, r1, #(0xf<<)
     orr    r1, r1, #(0x3<<)
     str    r1, [r0, #MP01CON_OFFSET]

     ldr    r1, [r0, #MP01PUD_OFFSET]
     bic    r1, r1, #(0x3<<)
     str    r1, [r0, #MP01PUD_OFFSET]

     ldr    r1, [r0, #MP03CON_OFFSET]
     bic    r1, r1, #0xFFFFFF
     ldr    r2, =0x22222222
     orr    r1, r1, r2
     str    r1, [r0, #MP03CON_OFFSET]

     ldr    r1, [r0, #MP03PUD_OFFSET]
     ldr    r2, =0x3fff
     bic    r1, r1, r2
     str    r1, [r0, #MP03PUD_OFFSET]

     ldr    r0, =ELFIN_NAND_BASE

     ldr    r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]
     ldr    r2, =0x777F
     bic    r1, r1, r2
     ldr    r2, =NFCONF_VAL
     orr    r1, r1, r2
     str    r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]

     ldr    r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]
     ldr    r2, =0x707C7
     bic    r1, r1, r2
     ldr    r2, =NFCONT_VAL
     orr    r1, r1, r2
     str    r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]

     ldr    r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]
     orr    r1, r1, #0x70
     orr    r1, r1, #0x7700
     str     r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]

     ldr    r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]
     orr    r1, r1, #0x03
     str     r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]

     mov    pc, lr

经过上述内容我们对nand的初始化有了一定的了解，u-boot在此阶段做的内容也就完成了，但是为了不在以后返回来分析nand，我们今天趁热打铁，将其的读写操作一同分析。

l  Nand flash读写操作

1.       读操作

我们的nand flash支持两种读操作，一种是页读（整页读取，只需用行地址），一种是随机读（随机读取，需要行列地址），今天我们重点分析页读，随机读取跟其类似。

按照以前自己在做单片机时候的经验，我们既然要和外设通信，那么就必须按照外设自身所规定的时序发送内容，所以自己在nand芯片手册中找到了读操作的时序图（如下），根据此时序图我们可以很容易总结出读操作的流程，有了流程我们的代码实现起来就比较简单了。

1.        选中nand芯片

2.        清除rb

3.        发送0x00

4.        发送列地址

5.        发送行地址

6.        发送0x30

7.        等待R/B

8.        读数据

9.        取消选中

2.       写操作

我们的nand flash同样支持两种写操作，一种是页写（整页写入，只需用行地址），一种是随机写（随机写入，需要行列地址），今天我们重点分析页写，随机写入跟其类似。

同样我们可以在nand芯片手册中找到写操作的时序图（如下），根据此时序图我们可以很容易总结出写操作的流程，有了流程我们的代码实现起来就比较简单了。

1.        选中nand芯片

2.        清除rb

3.        发送0x80命令

4.        发送列地址

5.        发送行地址

6.        写入数据

7.        发送0x10命令

8.        等待R/B

9.        发送0x70命令

10.    读取写入结果

11.    取消选中

经过上述内容我们对nand的读写操作进行了简单的流程分析，对于nand还有其他操作，比如复位，擦除等操作，其实其实现都可以仿照我们实现读写的思路，进行实现。