图 Nand Flash的地址周期组成
结合时序图的2,3阶段,我们可以看出,此nand flash地址周期共有4个,2个列(Column)周期,2个行(Row)周期。
而对于对应的,我们可以看出,实际上,列地址CA0~CA10,就是页内地址,11位地址范围是从0到2047,即2K,而多出的A11,理论上可以表示2048~4095,但是实际上,上述规格书中说明当CA11为1时,CA【10:6】都必须为0,所以我们最多也只用到了2048~2112,用于表示页内的oob区域,其大小是64字节。
PA0~PA5,称作页号,页的号码,可以定位到具体是哪一个页。由6个位控制,最多寻址64页,符合规格书中的一块有64页。
而其中,BA6~BA15,表示对应的块号,即属于哪个块,有10个位控制,寻址范围为1024个块。
// 可见:地址的传输顺序是是 页内地址,页号,块号。从小到大。
简单解释完了地址组成,那么就很容易分析上面例子中的地址了:
0x7D0CCB8 = 0111 1101 0000 1100 0000 1100 1011 1000,分别分配到4个地址周期就是:
1st 周期,CA7~CA0 :1011 1000 = 0x B8
2nd周期,CA11~CA8 :0000 1100 = 0x 0C
3rd周期,BA7~PA0 :0000 1100 = 0x 0C
4th周期,A27~A20 :0111 1101 = 0x 7D
注意,上图图中对应的,*L,意思是低电平,由于未用到那些位,datasheet中强制要求设为0,所以,才有上面的2nd周期中的高4位是0000.。因此,接下来要介绍的,我们要访问第1000个块中的第25页中的1208字节处的话,所要传入的地址就是分4个周期,分别传入2个列地址的:0xB8,0x0C,然后再传2个行地址的:0x0C,0x7D,这样硬件才能识别。
4.读操作过程的解释
准备工作终于完了,下面就可以开始解释说明,对于读操作的,上面图中标出来的,1-6个阶段,具体是什么含义。
(1) 操作准备阶段:此处是读(Read)操作,所以,先发一个图5中读命令的第一个阶段的0x00,表示,让硬件先准备一下,接下来的操作是读。
(2) 发送两个周期的列地址。也就是页内地址,表示,我要从一个页的什么位置开始读取数据。
(3) 接下来再传入三个行地址。对应的也就是页号。
(4) 然后再发一个读操作的第二个周期的命令0x30。接下来,就是硬件内部自己的事情了。
(5)Nand Flash内部硬件逻辑,负责去按照你的要求,根据传入的地址,找到哪个块中的哪个页,然后把整个这一页的数据,都一点点搬运到页缓存中去。而在此期间,你所能做的事,也就只需要去读取状态寄存器,看看对应的位的值,也就是R/B#那一位,是1还是0,0的话,就表示,系统是busy,仍在”忙“(着读取数据),如果是1,就说系统活干完了,忙清了,已经把整个页的数据都搬运到页缓存里去了,你可以接下来读取你要的数据了。
对于这里。估计有人会问了,这一个页一共2048 64字节,如果我传入的页内地址,就像上面给的1028一类的值,只是想读取1028到2011这部分数据,而不是页开始的0地址整个页的数据,那么内部硬件却读取整个页的数据出来,岂不是很浪费吗?答案是,的确很浪费,效率看起来不高,但是实际就是这么做的,而且本身读取整个页的数据,相对时间并不长,而且读出来之后,内部数据指针会定位到你刚才所制定的1208的那个位置。
(6) 接下来,就是“窃取“系统忙了半天之后的劳动成果的时候了,呵呵。通过先去Nand Flash的控制器中的数据寄存器中写入你要读取多少个字节(byte)/字(word),然后就可以去Nand Flash的控制器的FIFO中,一点点读取你要的数据了。
至此,整个Nand Flash的读操作就完成了。
对于其他操作,可以根据上面的分析,一点点自己去看datasheet,根据里面的时序图去分析具体的操作过程,然后对照代码,会更加清楚具体是如何实现的。
NAND FLASH 搭配NOR FLASH的优缺点
常见的应用组合就是,用小容量的Nor Flash存储启动代码,比如uboot,系统启动后,初始化对应的硬件,包括SDRAM等,然后将Nand Flash上的Linux 内核读取到内存中,做好该做的事情后,就跳转到SDRAM中去执行内核了。
这样的好处是由于NAND 本身有坏块的可能性,所以为了保障启动万无一失,很多要求高级安全的产品,标注必须从NOR Flash启动uboot,而且从NOR启动还有一个好处就是启动速度快,NAND Flash的优点是容量大,但是读取速度不快,比不上NOR Flash,比如一些对于开机速度有要求的产品应用,比如车载液晶仪表,这类产品为了快速启动一般都是NOR FLASH EMMC的配置,当然像赛普拉斯平台直接上hyperflash那就更快了。