S3C2440 Linux驱动移植——NAND驱动

开发板：TQ2440

内核：Linux 2.6.32

PC OS：Ubuntu 11.04

 

   本文将对NAND驱动的移植进行简单介绍。其中，将对NAND控制器所需要的参数进行详细说明。

1.  修改分区表

打开文件arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c，修改mtd_partition结构体数组。

修改后如下：

 

static struct mtd_partition smdk_default_nand_part[] = {
	[0] = {
		.name	= "Uboot",
		.size	= 0x00040000,
		.offset	= 0x00000000,
	},
	[1] = {
		.name	= "Kernel",
		.offset = 0x00200000,
		.size	= 0x00300000,
	},
	[2] = {
		.name	= "filesystem",
		.offset = 0x00500000,
		.size	= MTDPART_SIZ_FULL,
	}

};

TQ2440板上的NAND为256M，请根据你的NAND实际大小分配空间。

2. 修改NAND控制器参数

打开文件arch/arm/plat-s3c24xx/common-smdk.c，修改smdk_nand_info结构体。

修改后如下：

static struct s3c2410_platform_nand smdk_nand_info = {
	.tacls		= 0, //10,//20,
	.twrph0		= 21, //25,//60,
	.twrph1		= 5, //10,//20,
	.nr_sets	= ARRAY_SIZE(smdk_nand_sets),
	.sets		= smdk_nand_sets,
};

这里的三个参数tacls，twrph0，和twrph1是如何给出的？ 我们来分析下。

先看下这个结构体的定义，位于arch/arm/mach-s3c2410/include/mach/nand.h：

struct s3c2410_platform_nand {
	/* timing information for controller, all times in nanoseconds */

	int	tacls;	/* time for active CLE/ALE to nWE/nOE */
	int	twrph0;	/* active time for nWE/nOE */
	int	twrph1;	/* time for release CLE/ALE from nWE/nOE inactive */

	unsigned int	ignore_unset_ecc:1;

	int			nr_sets;
	struct s3c2410_nand_set *sets;

	void			(*select_chip)(struct s3c2410_nand_set *,
					       int chip);
};

看到了对这三个参数的说明，这里提到了这三个参数的单位为纳秒，请注意。

那么这三个参数到底从哪来的呢？ 它来自于S3C2440 nand 控制器的NFCONF控制器，如下：

 

 既然找到这三个参数的出处了，那么它们究竟是何含义呢？我们里看下：

 

这幅时序图同样来自S3C2440的datasheet。

通过这幅图和struct s3c2410_platform_nand中的注释，我们可以对这3个参数做出如下定义。

TACLS：表示在CLE/ALE拉高后，多少时间以后才允许将nWE拉低。

TWRPH0：表示nWE低电平持续的时间。

TWRPH1：表示nWE变为高电平后，多少时间后允许CLE/ALE拉低。

知道参数的意义后，我们来看下NAND芯片K9F1208U0C的datasheet来确定这3个参数的值。

 

从这个时序图，我们可以直观地看到twp对应着参数twrph0，而tclh对于着参数twrph1。

但是tacls如何得出呢？从图中并不能直接得出该参数的值，需要转个弯，那就是将tcls减去twp，就可以得到tacls了。

综上所述，为了得到nand控制器所需的3个参数，我们需要获得该nand芯片的3个时序参数：twp，tcls和tclh。

通过查找该nand的datasheet，3个时序参数的值如下：

twp=21， tcls=21， tclh=5。

将这3个时序参数转为我们需要的3个参数，单位为纳秒（ns）：

tacls = tcls-twp = 21 - 21 = 0 ns

twrph0= twp = 21 ns

twrph1 = tclh = 5 ns

至此，就成功计算出三个参数的值了 。

3. 配置内核

4. 验证

  在经过上述步骤后，编译内核并将内核少入nand，启动系统。在Linux的启动信息中，会有如下输出:

......

S3C24XX NAND Driver, (c) 2004 Simtec Electronics
s3c24xx-nand s3c2440-nand: Tacls=1, 10ns Twrph0=3 30ns, Twrph1=1 10ns
s3c24xx-nand s3c2440-nand: NAND hardware ECC
NAND device: Manufacturer ID: 0xec, Chip ID: 0xda (Samsung NAND 256MiB 3,3V 8-bit)
Scanning device for bad blocks
Bad eraseblock 781 at 0x0000061a0000
Bad eraseblock 1113 at 0x000008b20000
Bad eraseblock 1117 at 0x000008ba0000
Bad eraseblock 1481 at 0x00000b920000
Bad eraseblock 1566 at 0x00000c3c0000
Bad eraseblock 1885 at 0x00000eba0000
Creating 3 MTD partitions on "NAND 256MiB 3,3V 8-bit":
0x000000000000-0x000000040000 : "Uboot"
0x000000200000-0x000000500000 : "Kernel"
0x000000500000-0x000010000000 : "filesystem"

......

上述信息表明以成功访问了NAND FLASH。

这里，对第二行的输出进行个说明。

UBOOT启动将S3C2440的工作频率 FCLK:HCLK:PCLK = 8：4 ：1，

而FCLK为400Mhz，那么HCLK为100Mhz，根据NFCONF寄存器的说明，寄存器中的这3个参数都跟HCLK有关，必须为1/HCLK的倍数，

也就是1/100MHz=10ns的倍数。

通过上面第二行的输出信息，Twrph0为 30ns而Twrph1为10ns，这是显而意见的。

由于参数必须为10ns的倍数，而且必须大于datasheet给出的值，因此向上取到10的倍数，也即5ns取到10ns，21ns取到30ns。

那么为什么Tacls是10ns呢？明明给出的是0ns，是不是驱动不允许参数为0ns？

在S3C2440的nand驱动中，参数的值是通过如下函数确定的：

static int s3c_nand_calc_rate(int wanted, unsigned long clk, int max)
{
	int result;

	result = DIV_ROUND_UP((wanted * clk), NS_IN_KHZ);

	pr_debug("result %d from %ld, %d\n", result, clk, wanted);

	if (result > max) {
		printk("%d ns is too big for current clock rate %ld\n", wanted, clk);
		return -1;
	}

	if (result < 1)
		result = 1;

	return result;
}

参数wanted就是0（ns），而clk即为HCLK/1000。

DIV_ROUND_UP宏将返回0，但是if对result进行了限制，也就是不允许小于0，因此将参数值设置为1，并返回给调用函数。