硬件原理分析
引脚功能
CLE高电平ALE低电平时传输命令CLE低电平ALE高电平时传输地址ALE和CLE低电平时传输数据CLE片选信号低电平有效，因为LDATA信号是多芯片共用的RnB状态引脚，高电平表示空闲，低电平表示正忙WE引脚上升沿锁存写入数据RE下降沿后延迟tREA读出数据
可以看到WE上升沿通知nand写入数据，RE下降沿后延迟tREA输出数据
直接操作和nand控制器操作对比
命令列表
使用uboot体验nand操作
uboot安装参考上一篇文章韦东山一期视频学习笔记-Norflash
####读ID
1.选中芯片NFCONT（0X4E000004）bit1置1选中芯片，md.l 4E000004 1读出寄存器值（因为是32bit寄存器）
可以看到芯片没有选中，mw.l 4E000004 1使能nand flash
2.发出命令0x90NFCMMD(0X4E000008)写入0x90，mw.b 4E000008 90（b写入1字节）
3.发出地址0x00NFADDR(0X4E00000C)写入0x00，mw.b 4E00000C 00（b写入1字节）
4.读数据
读取NFDATA(0X4E000010)uboot命令md.b 4E000010 1
5.读Device Code
读取NFDATA(0X4E000010)uboot命令md.b 4E000010 1
可以看到读出的数据和芯片手册一致
6.退出读ID状态Reset命令mw.b 4E000008 ff
读0地址内容
使用uboot命令nand dump 0可以查看nand内数据
读操作时序
发出以下命令进行读0地址测试
mw.l 4E000004 1 //使能nand flash
mw.b 4E000008 00 //发出命令
mw.b 4E00000C 00 //发出地址
mw.b 4E00000C 00 //发出地址
mw.b 4E00000C 00 //发出地址
mw.b 4E00000C 00 //发出地址
md.b 4E000010 1 //读数据
mw.b 4E000008 ff //reset命令可以看出运行结果和uboot命令直接读取nand flash结果一致
K9F1208U0M Nand flash储存结构分析(64M)
1页是528字节（512字节 + 16字节oob）1块有32页
CPU访问Nand地址不会访问到oob部分，对CPU来说是不存在的，一页只有512Byte。oob的存在是为了解决nand数据易错的问题
K9F1208U0M Nand flash时序分析
2440 Nand控制器时序
K9F1208U0M芯片时序
从图中可以看出从CLE/ALE信号发出到WE信号发出的延迟TACLS可以设置为0,WE有效时间TWRPH0最小25ns，TWRPH1最小10ns
nand flash控制器初始化配置
NFCONF寄存器
初始化之后HCLK配置为100M(10ns)，根据上面分析的时序寄存器配置为
#define TACLS 0 // 1-clk(0ns)
#define TWRPH0 6 // 3-clk(25ns)
#define TWRPH1 0 // 1-clk(10ns) //TACLS+TWRPH0+TWRPH1>=50ns
NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4)|(0<<0);NFCONT寄存器
配置使能NAND flash控制器，暂时关闭片选，开ECC
NFCONT = (0<<13)|(0<<12)|(0<<10)|(0<<9)|(0<<8)|(0<<6)|(0<<5)|(1<<4)|(1<<1)|(1<<0); nand flash ID读取
//读ID
void Nand_Read_ID(){
unsigned char buf[4];
Nand_Select();
Nand_CMD(0x90);
Nand_Addr_Byte(0x00);
buf[0] = Nand_Data();
buf[1] = Nand_Data();
buf[2] = Nand_Data();
buf[3] = Nand_Data();
Nand_Deselect();
printf("Byte 1 = 0x%x\n\r", buf[0]);
printf("Byte 2 = 0x%x\n\r", buf[1]);
printf("Byte 3 = 0x%x\n\r", buf[2]);
printf("Byte 4 = 0x%x\n\r", buf[3]);
}注意头文件寄存器的定义NFDATA需要指向unsigned char *类型
#define __REG_BYTE(x) (*(volatile unsigned char *)(x))
#define NFDATA __REG_BYTE(0x4E000010) //NAND flash data 生成的bin文件有11kb所以需要烧录到norflash运行
nand flash数据读取
这里的地址信号只针对当前64Mflash。首先发出列地址然后发出page地址，列地址分为上半区256字节和下半区256字节，如果列地址起始地址在0~255使用00命令，列地址起始地址在256~511使用01命令
//读flash
//参数；读取地址 读取储存数组 读取长度
void Nand_Read(unsigned int addr, unsigned char * buf, unsigned int len){
int i = 0;
int page, col;
Nand_Select();
while(i < len){//循环读
page = addr / PAGE_SIZE;//第几页
col = addr % PAGE_SIZE;//第几列
if(col >= 0 && col <= 255){
Nand_CMD(0x00);//上半区读命令
}else if(col >= 256 && col <= 511){
Nand_CMD(0x01);//下半区读命令
col = col - 256;
}
Nand_Addr_Byte(col & 0xff);
Nand_Addr_Byte(page & 0xff);
Nand_Addr_Byte((page>>8) & 0xff);
Nand_Addr_Byte((page>>16) & 0xff);
Nand_Wait_Ready();
//连续读
for(;(col < 256) && (i < len); addr++){
buf[i++] = Nand_Data();
}
if(i == len)
break;
}
Nand_Deselect();
}nand flash擦除
nand flash擦除是以块为单位进行擦除的，1块等于16KB
擦除函数地址和长度只接受16K整数倍的值，判断addr & 0X3FFF的值0X3FFF等于16 * 1024 - 1二进制为0011111111111111只有地址&运算为0也就是bit13~bit0为0才运行擦除
//擦除flash 块为单位
//参数；擦除起始地址 擦除长度
int Nand_Erase(unsigned int addr, unsigned int len){
unsigned int page;
unsigned char status;
if(addr & (0x3FFF)){
printf("Nand_Erase addr is not block align\n\r");
return -1;
}
if(len & (0x3FFF)){
printf("Nand_Erase len is not block align\n\r");
return -1;
}
if(len == 0){
printf("Nand_Erase len is 0\n\r");
return -1;
}
Nand_Select();
while(1){
page = addr / PAGE_SIZE;//擦除地址所在的块
//printf("page = %d\n\r", page);
Nand_CMD(0x60);
Nand_Addr_Byte(page & 0xff);
Nand_Addr_Byte((page>>8) & 0xff);
Nand_Addr_Byte((page>>16) & 0xff);
Nand_CMD(0xD0);
Nand_Wait_Ready();
//读取状态位
Nand_CMD(0x70);
status = Nand_Data();
printf("status = 0x%x\n\r", status);
len = len - (16 * 1024); //减去1个块的长度
if(len == 0)
break;
addr = addr + (16 * 1024);//指向下一个block
}
Nand_Deselect();
return 0;
}nand flash写入
因为列地址只能在A0~A7之间寻址，所以写入的起始地址只能在页的前256字节，
//写flash
//参数；写入地址 写入数组 长度
int Nand_Write(unsigned int addr, unsigned char * buf, unsigned int len){
int i = 0;
int page, col;
printf("addr = 0x%x; buf = %s; len = %d\n\r", addr, buf, len);
col = addr % PAGE_SIZE;
if(col > 255){
printf("Starting address is greater than 255\n\r");
return -1;
}
Nand_Select();
while(1){
page = addr / PAGE_SIZE;//第几页
col = addr % PAGE_SIZE;//第几列
printf("page = %d; col = %d\n\r", page, col);
Nand_CMD(0x80);
//发出地址
Nand_Addr_Byte(col & 0xff);
Nand_Addr_Byte(page & 0xff);
Nand_Addr_Byte((page>>8) & 0xff);
Nand_Addr_Byte((page>>16) & 0xff);
//写数据 连续写
for(;(col < PAGE_SIZE) && (i < len); addr++){
//buf[i++] = Nand_Data();
Nand_WriteData(buf[i++]);
}
Nand_CMD(0x10);
Nand_Wait_Ready();
if(i == len)
break;
}
Nand_Deselect();
return 0;
}Nand启动运行
首先需要调整start.S从Nand中复制大于等于bin文件的字节数到SDRAM中，并且要调整makefile顺序保证SDRAM和Nand初始化函数和拷贝函数在前4k（通过dis文件反汇编查看）
start.S部分复制长度是20 * 1024字节，目的地址0x30000000（SDRAM起始地址）
mov r0, #0 //Nand地址
ldr r1, =0x30000000 //目的地址
ldr r2, =20480 //复制长度
bl Nand_Copy_to_SDRAM 复制函数
以字节为单位进行复制，这部分只会运行一次所以没有特别在意效率
//Nand -> SDRAM 复制函数
void Nand_Copy_to_SDRAM(unsigned int source_addr, unsigned char * dst_addr, int len){
unsigned char buf[64];
int i;
int index = 0;
while(1){
Nand_Read(source_addr, buf, 64);
for(i=0; i<64; i++){
*dst_addr = buf[i];
dst_addr++;
source_addr++;
index++;
}
if(index > len)
break;
}
} 
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