S5PV210裸机-Nandflash

1. NANDFLASH基础

1.1 Nandflash相对于Norflash， 无法按地址总线进行精确寻址，只能按块（Block）访问。
1.2 Nandflash的制造工艺有两种，一种是SLC(Single-Level Cell)， 其特点是每一个单元存储一位数据；另一种MLC（Multi-level Cell），其特点是每个Cell存储两位数据。SLC性能更好，但是MLC更加便宜。
1.3 Nandfalsh的组织方式

K9F2G08X0M内存阵列

从上图中可以看到，K9F2G08(2G代表其容量为2G，08代表其为8位的)的页（Page）、块（Block）、设备（Device）的大小以及关系。

• 页是Nandflash的最小读写单位；而块是Nandflash的最小擦除单位；
• Nandflash中存储的数据有有带内数据（Main Data area）和带外数据（Spare area，Linux系统中，一般叫做OOB（Out Of Band））之分，如上图所示，1Page = (2K+64)Bytes。其中，2K代表的就是带内数据，放的是我们需要存放的数据；64B代表的是带外数据，存放ECC（Error Correction Code，错误校验码）以及坏块标记等。

1.4 Nandflash地址线

K9F2G08X0M地址周期

由于Nandflash是8位的，地址线肯定是超过8位的，所以采用了多个地址周期。由上图可以看到，K9F2G08是一个5地址周期的设备，其中有两个列地址周期，三个行地址周期。 列地址代表一个页内的地址，对于K9F2G08每页为2KB，11位地址线就够用了，A10其实是0。 行地址代表页号，即在哪一个页。尽管地址线能够定位到页内的某个具体地址，但是依旧只能按Block读写。

2. NANDFALSH控制

K9F2G08框图

S5PV210控制框图

Nandflash的控制分为两部分，首先在K9F2G08一端有控制电路，其次在S5PV210的Soc内部有控制器。这两部分的存在极大地简化了我们对Nandflash的控制，我们可以不必要再自己来处理Nandflash复杂的控制时序，而是只用操作S5PV210中的SFR(特殊功能寄存器)即可。 这种控制思想在LCD、SDRAM等都是相同的，我们在相应寄存器按照固定的流程中写数据、写命令、写地址即可完成控制。
很重要的一点是，NANDFALSH的操作不是时钟同步的，读或者写都发生在读使能/写使能的上升沿，精确的时序控制由Soc的NANDFLASH控制器完成。
当然具体的时序可以从下面的这个博客中理解： 怎么看时序图--nand flash的读操作详解

3. NANDFLASH基本操作

Nandflash有四个基本操作：坏块检查（Identifying Invalid Block）；页读（Read）；页写(Program)；擦除(Erase)块。

3.1 坏块检查

坏块检查流程图

Flash使用之前要先统一擦除块。Flash类设备擦除后里面全是1，所以擦干净之后读出来的值是0xFF。如果读出来的不是0xFF则表明是坏块。

3.2 页写

写操作流程图

• Nandflash的接口电路先接收数据到自己的缓冲区，然后再集中写入Nand芯片的存储区域中。Nand接口电路将一页数据从缓冲区中写入Nand存储系统中需要一定的时间，这段时间Nand芯片不能再响应SOC发过来的其他命令，所以SoC要等待Nand接口电路忙完。
• 等待方法是SoC不断读取状态寄存器（这个状态寄存器有2种情况：一种是SoC的Nand控制器自带的，另一种是SoC通过发命令得到命令响应得到的），然后通过检查这个状态寄存器的状态位就能知道Nand接口电路刚才写的那一页数据写完了没、写好了没。直到SoC收到正确的状态寄存器响应才能认为刚才要写的那一页数据已经ok。

3.3 页读和擦除块

擦除和读页流程图