Tiny210(S5PV210) U-BOOT(五)----Nand Flash源码分析

1.u-boot参考源码 
Nand Flash的初始化代码在board/samsung/tiny210/lowlevel_init.S 

2.初始化Nand Flash
在u-boot中，Nand的低级初始化在lowlevel_init.S中的nand_asm_init函数中。打开原理图，配置各个功能引脚----状态引脚R/nB, 读使能引用脚nRE, 片选信号nCE, 命令使能引脚CLE ,地址使能引脚ALE, 写使能引脚nWE。

搜索各个引脚的值，比如R/nB接在Xm0FRnB0上，搜索Xm0FRnB0，发现Xm0FRnB0和ONDXL_INT0/MP03_4共用一个引脚，上图中将各个信号线的复用引脚全部在左边用红色标注出来。
2.1配置片选信号引脚
查找到nCE接在复用引脚Xm0CSn2/NFCSn0/MP01_2上，打开S5PV210芯片手册，P185页查找到MP0_1 Control Registe，MP0_1CON[2]的配置如下：

所以，只需将这一位，配置成011，才能识别成Nand Flash。

        /*ELFIN_GPIO_BASE 0xE0200000*/
    ldr    r0, =ELFIN_GPIO_BASE
     
    /*Nand Flash nCE pin*/
    ldr    r1, [r0, #MP01CON_OFFSET]  @0x2E0
    bic    r1, r1, #(0xf<<8)
    orr    r1, r1, #(0x3<<8)
    str    r1, [r0, #MP01CON_OFFSET] @0x2E0

将Port Group MP0_1 Control Register 的4-5位全部清为0

        /*MP01PUD_OFFSET 0x2E8*/
    ldr    r1, [r0, #MP01PUD_OFFSET]
    bic    r1, r1, #(0x3<<4)
    str    r1, [r0, #MP01PUD_OFFSET]

我们的nCE片选信号是低电平有效，在电路图中，像我们的三星的原理图中，nXX表示低电平有效，而在TI的芯片手册中，XXn表示低电平有效，比如，上面的芯片手册中nCE表示低电平有效，而在TI的芯片手册中，则是CEn，表示的也是低电平片选信号有效，反正看到带n的引脚，即表示低电平有效。

2.2配置CLE/ALE/nWE/nRE/R/nB引脚
除开nCE引脚，其余的几个引脚都是复用的MP03，OK，一起配置，查找MP03，P189，Port Group MP0_3 Control Register，配置如下：
Port Group MP0_3 Control Register (MP0_3CON, R/W, Address =  0xE020_0320 )


先将0-23位全部清零，然后全部置为0010，也就是全部置为2

       /*MP03CON_OFFSET 0x320*/
    ldr    r1, [r0, #MP03CON_OFFSET]
    bic    r1, r1, #0xFFFFFF
    ldr    r2, =0x22222222
    orr    r1, r1, r2
    str    r1, [r0, #MP03CON_OFFSET]

将Port Group MP0_3 Control Register的0-23位全部清为0
Port Group MP0_3 Control Register (MP0_3PUD, R/W, Address = 0xE020_0328)

     /*MP03PUD_OFFSET 0x328*/
    ldr    r1, [r0, #MP03PUD_OFFSET]
    ldr    r2, =0x3fff
    bic    r1, r1, r2
    str    r1, [r0, #MP03PUD_OFFSET]

2.3 配置Nandf Flash控制器的寄存器NFCONF
Nand Flash Configuration Register (NFCONF, R/W, Address = 0xB0E0_0000) 
先看前四位[3:0]

[0]位保留，置为0。
[1]用来配置页的一个地址周期，这款K9F2G08UOB的page是2K，那么地址周期是多少，再去看K9F2G08UOB的芯片手册，看到第P6页

显示地址周期为5th，所以 [1]配为1 。
先看[3]，这里是配置是SLC还是MCL，根据芯片名称，这款K9F2G08UOB是SLC存储，所以 [3]配为0 ；
再来看[2]，K9F2G08UOB是SLC，PageSize是2K，所以 [2]配为0
整理，前四位配置为-- 0010 。OK，继续配置。

这里多出了两个不认识的东西TWRPH1和TWRPH0。查看一下芯片手册上的NAND FLASH MEMORY TIMING, P693-P694

TACLS：当将CLE和ALE拉高以后，再过多少时间才能发出写使能信号(nWE)
TWRPH0：nWE使能持续时间，信号被拉低的时间
TWRPH1：当将CLE和ALE拉高以后，WE使能，这时，后面开始发数据，这就是数据起作用的时间(Data hold time)

TACLS是发给NAND FLASH的，所以去查看K9F2G08UOB的芯片手册，打开P17页，并没有显示出来CLE拉高后，经过多少时间nWE，将WE的信号拉低，根据下面的时序图，显示:

打开K9F2G08UOB的芯片手册，在P10页查找到各个pin脚在各个状态下的最小时间

OK，至此，三个最小时间查出来了，串口通讯中最麻烦的就是时序，OK，整理数据
TACLS = tCLS-tWP = 12 -12 =0
TWRPH0 = tWP = 12
TWRPH1 = tDH = 5
OK，现在再返回去看NFCONF寄存器里这几个bit的一个计算公式：

这里S5PV210的NandFlash的HCLK频率为133MHz(P363页)，NFCON属于HCLKD0 = 133MHz，T = 1/133 = 7.5ns
TACLS：配置0，算出时间为7.5*( 0 +1)= 7.5ns >0ns
TWRPH0：配置1，算出时间为7.5*( 1 +1)= 15ns >12ns
TWRPH1：配置0，算出时间为7.5*( 0 +1)= 7.5ns >5ns
通过实际的测试，如果配置成最小值，Nand Flash会出现无法读写的情况，这里我们还是参考提供的Nand Flash的裸机的参考代码，将这三位配成1--4--1
TACLS：配置0，算出时间为7.5*( 1 +1)= 15ns >0ns
TWRPH0：配置1，算出时间为7.5*( 4 +1)= 15ns >37.5ns
TWRPH1：配置0，算出时间为7.5*( 1 +1)= 15ns >5ns

OK，符合我们的最小时序的要求，所以[7:4]  1，[11:8]  4，[12:15]  1。

       /*ELFIN_NAND_BASE    0xB0E00000*/
    ldr    r0, =ELFIN_NAND_BASE
 
    ldr    r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]
    ldr    r2, =0x777F
    bic    r1, r1, r2
    /* NFCONF_VAL    (1<<12)|(4<<8)|(1<<4)|(0<<3)|(0<<2)|(1<<1)|(0<<0) */
    ldr    r2, =NFCONF_VAL
    orr    r1, r1, r2
    str    r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]

ECC我们先不开，其余的全部配置为0，OK，到此，全部位配置完成。

2.4配置CONTROL REGISTER 

(NFCONT, R/W, ADDRESS = 0XE720_0004)

第[0]位，让NAND Flash控制器Enable，这里设置为1。使能意思就是生效的意思。 剩下的几位，我没有设置，Nand Flash也没有出现问题，不过，为了谨慎期间，还是用三星的参考代码，全部设置上。OK，代码整理一下

ldr    r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]
ldr    r2, =0x707C7
bic    r1, r1, r2
/*NFCONT_VAL  (0x1<<23)|(0x1<<22)|(0<<18)|(0<<17)|(0<<16)|(0<<10)|(0<<9)|(0<<8)|(0<<7)|(0<<6)|(0x2<<1)|(1<<0)*/
ldr    r2, =NFCONT_VAL
orr    r1, r1, r2
str    r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]

OK，至此Nand Flash的低级初始化完成，代码整理如下：

/*
* Nand Interface Init for SMDKC110
*/
nand_asm_init:

/* Setting GPIO for NAND */
/* This setting is NAND initialze code at booting time in iROM. */

ldr        r0, =ELFIN_GPIO_BASE

ldr        r1, [r0, #MP01CON_OFFSET]
bic        r1, r1, #(0xf<<8)
orr        r1, r1, #(0x3<<8)
str        r1, [r0, #MP01CON_OFFSET]

/*MP01PUD_OFFSET 0x2E8*/
ldr        r1, [r0, #MP01PUD_OFFSET]
bic        r1, r1, #(0x3<<4)
str        r1, [r0, #MP01PUD_OFFSET]

/*MP03CON_OFFSET 0x320*/ 
ldr        r1, [r0, #MP03CON_OFFSET]
bic        r1, r1, #0xFFFFFF
ldr        r2, =0x22222222
orr        r1, r1, r2
str        r1, [r0, #MP03CON_OFFSET]

/*MP03PUD_OFFSET 0x328*/
ldr        r1, [r0, #MP03PUD_OFFSET]
ldr        r2, =0x3fff
bic        r1, r1, r2
str        r1, [r0, #MP03PUD_OFFSET]

/*ELFIN_NAND_BASE        0xB0E00000*/
ldr        r0, =ELFIN_NAND_BASE

ldr        r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]
ldr        r2, =0x777F
bic        r1, r1, r2
/* NFCONF_VAL        (0<<12)|(1<<8)|(0<<4)|(0<<3)|(0<<2)|(1<<1)|(0<<0) */
ldr        r2, =NFCONF_VAL
orr        r1, r1, r2
str        r1, [r0, #NFCONF_OFFSET]

ldr        r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]
ldr        r2, =0x707C7
bic        r1, r1, r2
/*NFCONT_VAL (0x1<<23)|(0x1<<22)|(0<<18)|(0<<17)|(0<<16)|(0<<10)|(0<<9)|(0<<8)|(0<<7)|(0<<6)|(0x2<<1)|(1<<0)*/
ldr        r2, =NFCONT_VAL
orr        r1, r1, r2
str        r1, [r0, #NFCONT_OFFSET]

mov        pc, lr

OK，下一步，开始去分析Nand Flash的代码搬移那一块的代码，看Nand Flash是如何工作的。