OMAP35x下OneNand的分析以及x-loader的介绍

OMAP35x下OneNand的分析以及x-loader的介绍

 

1.     OneNand

 

要分析OneNand,首先我们必须回顾一下NOR与NAND。

两者在读写速度、密度、成本、使用寿命等方面各有千秋。与NOR Flash相比，NAND Flash的读数据速度稍慢，但是擦写速度快得多，并且在容量、使用寿命、成本上也占有较大优势。NOR Flash的编程简单，而NAND Flash的编程较为复杂。NAND Flash一般用于存储数据，而NOR Flash一般用于存储启动代码。
       NOR Flash带有SRAM接口，有足够的地址引脚来寻址，可以很容易地存取其内容的每一字节（有限的地址引脚是限制其容量的因素之一）。NAND Flash使用复杂的I/O口来串行地存取数据，各个产品或厂商的方法可能各不相同。

这点很重要，因为NOR的接口与SRAM兼容，那么就意味着，ARM处理器只需要一个LDR指令就直接会产生相应的总线时序。说白了，就是NOR不需要任何驱动，就可以对它进行读操作。(不能直接写，因为FLASH一般都有写保护，并且写之前必须先擦除相应的地址) 相应的，由于NAND的接口复杂，读写操作都必须通过驱动才能完成。

这里就涉及到一个最基本的问题，我们引导一个系统时候都需要一个Bootloader对系统初始化。那么这个Bootloder运行之前是不可能有任何驱动的，有鸡才有蛋嘛！所以通常情况下我们是不可能直接在NAND上存放Bootloader的，必须一个NOR存放Bootloader，NAND存放系统内核和文件系统。（三星的有些处理器除外，比如s3c2410，s3c2440.它有一个机制是自动把NAND的前4K映射到SDRAM中）

    那么有没有FLASH能把NAND与NOR的优点集合在一起呢？我想很多朋友在刚开始学习NOR与NAND的时候就会提出这个疑问。三星帮我们实现了，不得不佩服三星。

为了弥补NAND Flash的不足，三星公司在NAND Flash芯片内集成了一个RAM接口，命名为OneNAND Flash，这类Flash拥有与NOR Flash相同的简单接口，而且不受地址引脚的限制，即容量与地址引脚无关。它的结构如下：

其中OTP是不可以擦除的，里面有出场信息以及坏块的索引。

 

我们可以看出OneNand其实就是结合了，NOR与NAND，接口采用了NOR的，架构采用了NAND的。事实上性能测验下来也确实是取二者之精华。BufferRam为5KB，1KB做bootram，4KB dataram。后面NAND架构还是block+page+sector的。

 

OneNand的驱动原理其实就是通过LDR直接配置OneNand内部寄存器，让其把自己NAND架构下的数据复制到BufferRam下供用户直接使用。

我们以LOAD（读）为例分析它的机制，流程图图下：

 

 

（1）       首先我们把要LOAD的Block地址给相应寄存器（偏移地址：F100h）

（2）       然后把要LOAD的Page+Sector地址给相应寄存器（偏移地址：F107h）

（3）       在选择要LOAD的目的为哪个DataRam（偏移地址：F200h）

（4）       并且设置相应的DataRam的起始地址（偏移地址：F101h）

（5）       清空中断状态寄存器（偏移地址：F241h）

（6）       发送LOAD命令给命令寄存器（偏移地址：F220h）

（7）       等待LOAD完成，查看中断寄存器是不是有相应标志位（偏移地址：F241h）

（8）       最后在相应dataram中获取数据。

 

2.x-loader

 

  X-loader我也是在接触OMAP35x后才接触的，查看他的文件结构，发现与Uboot非常兼容，都是cpu下放有关arm的初始化，board下放板子的初始化，driver下放驱动等等。

  X-loader在cpu下主要完成了常规的arm内核的初始化，这个代码与Uboot下的一致，在board下的omapebm下完成了对omap3530的总线，时钟的初始化。Uboot也有对应的代码，但是我发现有的函数根本没有完成相应的功能，而应该是在x-loder下实际完成的。

X-loader还完成了OneNand的相应初始化，并且把Uboot从NAND架构下，复制到BuffrtRam下，在复制到SDRAM中。

X-loader还支持从SD、MMC下引导Uboot，他在CPU下有对mmc的初始化程序，可以直接把uboot.bin从MMC下复制到SDRAM中。

 

至于为什么用x-loader，他只过不是Uboot的一个子集 原因是：U-BOOT 太大，塞不进 OMAP3的内部RAM。 所以 用x-load。 OMAP3 上电的时候，读取x-load 到 内部RAM，然后执行。 X-LOAD 初始化memory controller，把 u-boot 读进 外部 RAM，然后跳到 外部RAM 执行u-boot。