听月水榭

当前各类嵌入式系统开发设计中，存储模块是不可或缺的重要方面。NOR和NAND是目前市场上两种主要的非易失闪存技术。

Nor-flash存储器的容量较小、写入速度较慢

1g闪存，但因其随机读取速度快，因此在嵌入式系统中，常应用在程序代码的存储中。Nor-flash存储器的内部结构决定它不适合朝大容量发展;而Nand-flash存储器结构则能提供极高的单元密度，可以达到很大的存储容量，并且写入和擦除的速度也很快。

  Nand-flash存储器是flash存储器的-种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量存储器的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-flash存储器具有容量较大，改写速度快，适用于大量资料的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。
本文以三星公司的K9F1208UOB芯片为例，介绍Nand-flash存储器芯片的读写流程和时序。

  1 Nand-Flash存储器的工作原理

  1.1 Nand-Flash存储器的组成结构及指令集

K9F1208UOB的容量为64Mb闪存和u盘，存储空间按128K个页(行)、每页中528个字节(列)的组成方式构成。备用的16列，位于列地址的512-527。K9F1208UOB还将存储空间分为块(block)，每1块由32个页构成。因此K9F1208UOB中一共有4096个块。这种“块-页”结构，恰好能满足文件系统中划分簇和扇区的结构要求。K9F1208UOB的内部结构如图1所示。

gpacon = rGPACON;
rGPACON=(rGPACON &~(0x3f<<17))|(0x3f<<17);
首先备份rGPACON的内容，再设置GPA17-22的工作方式。然后调用Nand-Flash初始化函数。
NF8_Init0;//初始化函数
初始化函数的实现源码如下：
rNFCONF=(TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)I(TWRPH1<<4)|(0<<0)：
rNFCONT=(0<<13)|(0<<12)|(0<<10)|(0<<9)|(0<<8)|(1<<6)|(1<<5)|(1<<4)|(1<<1)|(1<<0)：

  步骤2：读器件ID码
由于S3C2440A中没有像支持SDRAM 一样提供直接与Nand-flash存储器的接口闪存芯片价格，读写的过程要靠软件编程来完成。初始化Nand-Flash后，就可以对Nand-Flash进行操作了。
程序调用NF8_Print_Id()子函数读出器件ID码。
id=NF8_CheckId(); //继续调用子函数
device=(U8)id;
maker=(U8)(id>>8)：
Uart_Printf("Maker:%x,Device:%x ",maker,device);
NF8_Print_Id()源码如下：
NF_CMD(0x90);//写入90h指令
NF_ADDR(0x0);//写入地址00h
for(i=0;i<10;i++);
Uart_Printf("NFSTAT:0x%x ",rNFSTAT);
id=NF_RDDATA8()<<8;//Maker code 0xec读出ID值
id |=NF_RDDATA8();
//Devide code(K9S1208V:0x76)闪存报价，(K9K2G16U0M:0xca)

  步骤3：页读写程序

本实验实现了某页的写及读出验证功能。Test_NFS_Rw子函数实现这一功能。

  程序首先初始化要写入的数据，*dstPt是要读出验证的数据，先填0;*srcPt是要写入的数据，先用随机数填满。
for(i=0;i<512;i++) *dstPt++=0x0;//填0
for(i=0;i<512;i++){
#if ADS10==TRUE
if(offset==-1) *srcPt++=rand()%0xff;//随机数填满
#else
if(offset==-1) srcPt++ =i%0xf;
#endif
else *srcPt++=i+offset;
}
写之前先进行擦除工作：
if(NF8_EraseBIock(block)==FAIL) return;
然后进行页写入操作：
if(NF8_WritePage(block,page,srcPt)==FAIL) return;
将用随机数填满的srcPt指向的数据写入到指定的页中。写入之后再读出验证：
if(NF8_ReadPage(block,page,dstPt)==FAIL) return;
Uart_Printf("Checking data. ");
for(error=0,i=0;i<512;i++){
if(*srcPt++!=*dstPt++){//比较操作
Uart_Printf("Error:%d[W:%x,R:%x] ",i,*srcPt,*dstPt);
error++;
}
}
if(error!=0)
{Uart_Printf("Fail to R/W test(%d). ",error);
return(2);
}
else
{Uart_Printf("R/W test OK. ");
return(1);
}

其中NF8_ReadPage(block,page,dstPt)将读出的数据放入dstPt指向的地址空间里。最后将写入的数据和读出的数据比较

，打印验证信息。

  步骤4：编译工程

  所有的函数都实现以后，通过ADS1.2进行编泽，生成可执行文件。在工程文件夹" andflash_testaandflash_test_DatakDebugRel"下，可以看到nandflash_test.bin可执行文件。

  步骤5：下载程序运行

将串口线与硬件开发系统板串口和开发PC机的COM1连接好(主要用于回显)，用USB线和开发PC 机的USB口相连后(主要用于数据的下载)，打开DNW 软件，将串口设置为COM1，比特率设置为115200，USB下载地址设为0x30000000。

使用DNW 将前面生成的可执行文件下载到内存中去运行。

  3 结束语

本文主要讨论了Nand-flash存储器芯片的工作原理以及以三星公司基于ARM公司的ARM920T处理器核S3C2440A为平台举了一个测试实例，让读者对整个存储系统的软硬件设计过程有了一个较为全面的了解，便于在其它嵌入式系统设计中运用。

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