【ARM裸板】Nand Flash基础与时序分析

1.硬件知识

1.1 如何传输地址信号？

• DATA0 ~ DATA7上既传输数据，又传输地址（复用）
  • ALE (Address Lock Enable)地址锁存允许信号
  • 当ALE = 1时，传输地址
  • 当ALE = 0时，传输数据

1.2 如何传输命令？

命令表

由NAND FLASH芯片手册可知，要操作NAND FLASH需要先发出命令

• DATA0 ~ DATA7上既传输数据，又传输地址，也传输命令
  • CLE (Command Lock Enable)地址锁存允许信号
  • 当ALE = 1时，传输地址
  • 当CLE = 1时，传输命令
  • 当ALE = 0 & CLE = 0时，传输数据

1.3.NAND、NOR、SDRAM、DM900数据总线，如何互不干扰？

• 这些设备，访问之前必须通过片选CS引脚“选中”，没有选中芯片不会工作

1.4 给NAND烧写，如何判断烧写完成？

• 通过状态引脚RnB来判断：
  • 当高电平表示就绪（空闲）
  • 当低电平表示正忙

2.如何操作NAND

发送命令

发送地址

发出数据/读数据

NAND FLASH需要复杂的流程才能进行操作，由于S3C2440中有NAND FLASH控制器，只需要向相应的寄存器写入或读出数据即可，如下表

操作	NAND FLASH	S3C2440
发命令	CS选中芯片 CLE设置为高电平 在DATA0~DATA7上输出命令值 发出一个写脉冲	NFCMMD=命令值
发地址	CS选中芯片 ALE设置为高电平 在DATA0~DATA7上输出命令值 发出一个写脉冲	NFADDR=地址值
发数据	CS选中芯片 CLE、ALE设置为低电平 在DATA0~DATA7上输出命令值 发出一个写脉冲	NFDATA=数据值
读数据	CS选中芯片 发出读脉冲 读DATA0~DATA7的数据	val=NFDATA

2.1 读ID

• 选中：NFCONT寄存器bit1设为0

• 发出命令90H：NFCMMD=0x90

• 发出地址00H：NFADDR=0x00

• 读数据得到ECH：val=NFDATA

• 读数据得到Device Code：val=NFDATA

• 退出读ID的状态（复位）：NFCMMD=0xFF

2.2 读内容

• 选中芯片： NFCONT寄存器bit1设为0

• 发出命令90H：NFCMMD=0x00

• 发出5个字节的地址位

for(i = 0;i<5;i++)
{
    NFADDR = 0x00;
}

• 发出命令17H：NFCMMD=0x17

• 读数据：val=NFDATA

• 退出读状态（复位）：NFCMMD=0xFF

3.NAND初始化

初始化主控芯片NAND FLASH控制器

3.1 时序

不同NAND芯片，操作时序不同

NAND FLASH命令锁存周期图（时间参数由“时间特性表”可以得到）

NAND FLASH时间特性表

由上两图分析可得，S3C2440 NAND FLASH控制器时序时间
TACLS最小等于0ns；TWRPH0最小等于12ns；TWRPH1最小等于5ns

再由上图得到的结论：TACLS最小等于0ns；TWRPH0最小等于12ns；TWRPH1最小等于5ns

分别得到寄存器的值（如上图）

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得到几条关键的信息：

• 1.CLE、ALE、WE信号可以同时发出
• 2.WE信号的持续时间（tWP）最小为12ns
• 3.WE信号释放后，ALE和CLE信号释放的最小时间为5ns

#define TACLS   0
#define TWRPH0  1
#define TWRPH1  0 //为了方便理解，时间定义为宏

	/* 设置nand 时序 */
	NFCONF = (TACLS<<12) | (TWRPH0<<8) | (TWRPH1<<4);

3.2 注意NAND是8位的

注意：因为这里的Nand Falsh的位宽是8位的，因此地址，命令、数据、状态 的读写只能以8位形式，因此需要重新设置一下读写的字节数：

3.3 NAND控制器使能、初始化ECC

• 1.NAND控制器使能
• 2.先禁止片选，避免误操作
• 3.初始化ECC编码器

	/* 使能NAND FLASH控制器、禁止片选、初始化ECC */
	NFCONT = (1<<4) | (1<<1) | (1<<0);