nandflash用法
NANDFlash原理和使用
NANDFlash原理和使用一、NAND Flash的原理NAND Flash基于浮栅效应晶体管（Floating Gate Field Effect Transistor）的工作原理进行存储数据。
每个存储单元包含一个浮动栅和一个控制栅，通过对控制栅施加电压，可以改变浮动栅中电子的分布状态。
当浮动栅的电荷状态表示0时，电子充分存储在浮动栅中；而当浮动栅的电荷状态表示1时，几乎没有电子存储在浮动栅中。
数据的写入和擦除是NAND Flash的两个重要操作。
写入数据时，首先需要根据所需的数据位序列确定相应的单元位置，然后通过施加一定的电压对浮动栅进行充、放电，以改变电子的位状态。
擦除数据时，需要对整个块进行一次性的擦除操作，将所有存储单元的电子位状态恢复为0。
同时，为了提高存储密度和读写性能，NAND Flash还使用了一些技术，如多层单元（Multi-Level Cell，MLC）和三层单元（Triple-Level Cell，TLC）来实现在每个存储单元中存储多位数据。
二、NAND Flash的使用1. 存储器层面：NAND Flash因其非易失性和快速读写性能被广泛应用于存储器中，取代了传统的硬盘驱动器。
固态硬盘（SSD）是其中的典型应用，它不仅在电脑中使用，也可以用于服务器、云存储等领域。
2. 智能手机和平板电脑：NAND Flash被广泛应用于智能手机和平板电脑中的存储器，用于存储操作系统、应用程序和用户数据。
由于NAND Flash具有快速的读写速度和较小的体积，可实现轻薄设计，因此非常适合移动设备。
3. 数字相机和摄像机：NAND Flash也用作数码相机和摄像机中的存储媒介，用于保存拍摄的照片和视频。
相比于传统的存储卡，NAND Flash 存储器具有更高的读写速度和更大的容量，可以满足高清拍摄的需求。
4. 汽车电子：随着汽车电子的普及，NAND Flash也开始在汽车的娱乐系统、导航系统和车载电子控制单元中得到应用。
Nandflash原理与启动详解
NandFlash原理与启动详解一、Nandflash内部是怎么工作的：1片Nandflash=1设备；1设备=4096块；1块=32页；1页=528字节=数据大小（512字节）+oob块大小（16字节）（oob用于Nandflash命令执行完成后设置状态）可以通过NAND Flash命令00h/01h/50h分别对前半部、后半部、OOB进行定位，通过NAND Flash内置的指针指向各自的首地址。
存储操作特点有：擦除操作的最小单位是块；NAND Flash芯片每一位只能从1变为0，而不能从0变为1，所以在对其进行写入操作之前一定要将相应块擦除(擦除即是将相应块的位全部变为1)；OOB部分的第6字节(即517字节)标志是否是坏块，值为FF时不是坏块，否则为坏块。
除OOB第6字节外，通常至少把OOB的前3字节用来存放NAND Flash硬件ECC码。
（ECC："Error Correcting Code" "错误检查纠正"，带有奇偶校验的内存的主要功能。
）1.Nand flash以page为单位进行读写，以block为单位进行擦除，没页分为main区和spare区，main区用于存放正常的数据，spare区用于存放一些附加信息2．S3c2440 支持从Nand 启动是因为内部有一个叫做Steppingstone的SRAM buffer，当启动的时候，nand 的前4k的将会代码将被拷贝到steppingstone中执行，注意前4k代码是不会经过ECC校验的，所以必须确保这些代码的准确3.对nand的操作都是通过使用命令来实现，有的操作只要一个命令就可以完成，而有的需要两个命令才能完成,下面是K9F1G08U0B的命令表：4 Flash烧写程序原理及结构基本原理：将在SDRAM中的一段存储区域中的数据写到NAND Flash存储空间中。
烧写程序在纵向上分三层完成。
(嵌入式系统课件)9-Nandflash
3. 芯片重要引脚功能
I/00-I/O7：复用引脚。可以通过它向nand flash 芯片输入数据、地址、 nand flash 命令和操作状态信息；
CLE(Command Latch Enable): 命令锁存允许； ALE(Address Lactch Enable): 地址锁存允许； CE: 芯片选择； RE: 读允许； WE: 写允许； WP: 在写或擦除期间，提供写保护； R/-B: 准备好/忙输出。
5. NAND Flash的引脚
6. NAND Flash存储器时序
7. NAND Flash专用寄存器 （1）配置寄存器
（2）命令寄存器 （3）地址寄存器
NANDFLASH的主要命令
（1）Read 1（00H） 功能：表示将要读取Nand flash 存储空间中一个页的前半部分，并且将内
值为1 代表对一页内后256 个字节进行寻址； 9~13位：对页进行寻址 14~25 位：对块进行寻址
4. NAND Flash的模式配置
• 通过NFCONF寄存器配置NAND Flash； • 写NAND Flash命令到NFCMD寄存器； • 写NAND Flash地址到NFADDR寄存器； • 在读写数据时，通过NFSTAT寄存器来获得NAND Flash的状态信息。
（4）数据寄存器
（5）状态寄存器
（6）ECC寄存器
NAND Flash接口电路
（5）Page Program 功能：对页进行编程命令, 用于写操作。 命令代码：首先写入00h(（A 区）/01h（B 区) ）05h（C 区）, 表示写入那个区;
再写入80h 开始编程模式（写入模式） ，接下来写入地址和数据; 最后 写入 10h 表示编程结束。 （6）Block Erase 功能：块擦除命令。 命令代码：首先写入60h 进入擦写模式，然后输入块地址; 接下来写入D0h, 表示擦 写结束。 （7）Read Status （70H） 功能：读取内部状态寄存器值命令。
nandflash read reclaim机制
nandflash read reclaim机制
NAND Flash是一种非易失性存储器技术，用于存储和读取数据。
NAND Flash读取数据时，会使用一种称为“reclaim机制”
的方法来处理失效或坏块。
当一个块在NAND Flash上失效或变成坏块后，系统会将其中
的数据移动到其他可用的块中。
这个过程称为“reclaim机制”。
reclaim机制的步骤包括：
1. 标记坏块：当一个块失效后，系统会将其标记为坏块，以防止将来使用。
2. 复制数据：为了保存原始数据，系统会将坏块中的数据复制到其他可用的块中。
3. 更新元数据：系统会更新NAND Flash上的元数据信息，以
确保之后的读取操作能够正确地找到和访问数据。
使用reclaim机制的好处是，即使NAND Flash上出现坏块或
失效的情况，系统仍然能够保持数据的完整性和可访问性。
这有助于提高存储系统的可靠性和数据一致性。
nandflash模块
15，锁定spare区的ECC值
16，ECC校验是否正确，如果正确，返回0x66,否则返回0x44
随机写：
1，打开nandflash片选
2，复位nandflash
3，发送页写命令周期1
4，写地址命令 4-5个周期
5，发送随意写命令 0x85
9,等待不忙
10，关闭片选
11，判断是否擦除成功，如果成功，返回0x66,否则标注坏块，判断标注坏块是否成功
如果失败：打印信息返回0x43
s3c2440地址空间是1G而地址线只有27根，27根地址线能表示128M的空间，他共有8BANK共8*128M=1G。
SDRAM是随机动态存储器（掉电易失）
7，写数据，把数据写入数据寄存器
8，页写命令周期2 0x10
9，延时
10，发送读状态命令 0x70
11,判断状态值的第六位是否为1，即是否为忙状态，如果不忙就发送命令完成
12，关闭片选
随机读：
1，打开片选
2，清忙信号
3，读命令周期1
4，发送页地址 4-5周期
5，页读命令周期2 0x30
21，关闭nandflash片选
22，判断状态值的第0位是否为0,为0则写操作正确，否则错误
23，如果操作失败，标注该页所在的块为坏块，如果标注失败，打印信息返回0x43
24,如果操作成功打印信息，返回0x66
页读：
1，判断该块是否为坏块，如果是，则返回0x44
2，复位ECC
3，解锁main区的ECC
5，复位
6，读ID
复位：
norflash,nandflash,SDRAM的区别及作用
S3C2440的启动时读取的第一条指令是在0x00上，分为成nand flash和nor flash上启动。
Nor flash的有自己的地址线和数据线，可以采用类似于memory的随机访问方式，在nor flash上可以直接运行程序，所以nor flash可以直接用来做boot，采用nor flash启动的时候会把地址映射到0x00上。
mini2440就是直接把vivi直接烧录在nor flash上。
Nand flash是IO设备，数据、地址、控制线都是共用的，需要软件区控制读取时序，所以不能像nor flash、内存一样随机访问，不能EIP（片上运行），因此不能直接作为boot。
S3C2440把Bootloader烧到nand flash上启动，因为在S3C2440里有一个内置的SRAM，叫做stepping stone(垫脚石，很形象…)，系统启动加电后，会把nand flash上的起始4KB 的内容拷贝到SRAM里执行，这样就实现了从nand flash启动。
如果bootloader小于4KB 的话（像vboot），在SRAM里就能boot，大于4KB的话(u-boot，vivi)，在SRAM里做一些基本初始化后，再把bootloader的剩余部分拷贝到SDRAM里（>0x30000000）。
我们使用S3C2440的时候，经常通过nor flash启动，进入vivi的菜单（S3C2440的Nor flash 已经烧录好了vivi），之后通过vivi的usb下载功能，把其他的bootloader下载到nand flash 里，下载完成后，再通过nand flash启动，测试我们的bootloader。
NOR flash适合做代码存储并EIP的，NAND适合用来作大量数据存储的。
NANDFlash启动： NANDFlash存储器的前4K将被自动加载到Steppingstone（内部SRAM缓冲器），然后系统自动执行这些载入的启动代码，这4K的启动代码需要将NANDFlash中的内容复制到SDRAM中执行。
nand flash 读写流程
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1. 擦除块（Erase Block）。
NAND flash读写擦除操作
NAND flash读写擦除操作本文主要介绍SAMSUNG公司的S3C2410处理器和K9F1208NAND flash的读写擦除操作。
一、K9F1208NAND flash芯片介绍S3C2410处理器集成了8位NAND flash控制器。
因NAND flash K9F1208、K9F1G08的数据页大小分别为512B、2KB，在寻址方式上有一定的差异，所以程序代码并不通用。
K9F1208的器件存储容量为64M字节和2048K字节的spare存储区，8位I/O 端口采用地址、数据和命令复用的方法。
该器件的引脚图如下所示该器件的引脚功能描述如下表所示引脚名称英文描述描述I/O0～I/O7Data input/outputs数据输入输出CLE Command latch enable命令锁存使能ALE Address latch enable地址锁存使能CE#Chip enable片选RE#Read enable读使能WE#Write enable写使能WP#Write protect写保护R/B#Ready/Busy output准备好/忙碌输出VCC Power(+2.7V~3.6V)电源(+2.7V~3.6V)VSS Ground地N.C No connection空引脚NAND flash的数据是以bit的方式保存在memory cell。
一般一个cell中只能存储一个bit。
这些cell以8个或者16个为单位，连成bit line，形成所谓的byte（X8）/word（X16），这就是NAND device的位宽。
这些line组成page，page再组织形成一个block。
K9F1208的相关数据如下：1block=32page；1page=528byte=512byte(main area)+16byte(spare area)总容量为=4096(block)*32(page/block)*512(byte/page)=64MBNAND flash以页为单位读写数据，而以块为单位擦除数据。
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6 NAND FLASH CONTORLLER
OVERVIEW
In recent times, NOR flash memory gets high in price while an SDRAM and a NAND flash memory is comparatively economical , motivating some users to execute the boot code on a NAND flash and execute the main code on an SDRAM.
S3C2440A boot code can be executed on an external NAND flash memory. In order to support NAND flash boot loader, the S3C2440A is equipped with an internal SRAM buffer called ‘Steppingstone’.
When booting, the first 4K Bytes of the NAND flash memory will be loaded into Steppingstone and the boot code loaded into Steppingstone will be executed.
Generally, the boot code will copy NAND flash content to SDRAM. Using hardware ECC, the NAND flash data validity will be checked. Upon the completion of the copy, the main program will be executed on the SDRAM.
comparatively 比较地、相当地
motivating v. 激励；刺激；调动…的积极性（motivate的ing形式）
execute vt. 实行；执行；处死
internal n. 内脏；本质adj. 内部的；里面的；体内的；（机构）内部的
Steppingstone n. 踏脚石；进身之阶；达到目的的手段
validity n. [计] 有效性；正确；正确性
content n. 内容，目录；满足；容量adj. 满意的；vt. 使满足
FEATURES
1. Auto boot: The boot code is transferred into 4-kbytes Steppingstone during reset.
After the transfer, the boot
code will be executed on the Steppingstone.
2. NAND Flash memory I/F: Support 256Words, 512Bytes, 1KWords and 2KBytes Page.
3. Software mode: User can directly access NAND flash memory, for example this
feature can be used in read/erase/program NAND flash memory.
4. Interface: 8 / 16-bit NAND flash memory interface bus.
5. Hardware ECC generation, detection and indication (Software correction).
6. SFR I/F: Support Little Endian Mode, Byte/half word/word access to Data and ECC
Data register, and Word
access to other registers
7. SteppingStone I/F: Support Little/Big Endian, Byte/half word/word access.
8. The Steppingstone 4-KB internal SRAM buffer can be used for another purpose after
NAND flash booting.
特性
1。
自动引导:在复位时，引导代码写入4-k字节的中转区，在转移后启动
代码将在中转区上执行。
2。
NAND闪存接口:支持256字，512字节，1k字和2KB字节页。
3。
软件模式:用户可以直接访问NAND闪存，例如这个特性可以用于
读/写/擦除NAND闪存。
4。
接口:8/16位NAND闪存接口总线。
5。
硬件ECC的生成、检测和指示(软件校正)。
6。
SFR/f : 支持小端模式、按照字节/半字/字访问数据和ECC数据寄存器，以及按字访问其他寄存器
7.中转区接口:支持大小端模式下字节/半字/字的访问。
8。
在NAND闪存引导启动后，中转区的4 kb内部SRAM缓冲区可以用于另一个用途
systembus:系统总线
AHB Slave I/F:AHB系统总线,系统从属接口
SFR:
bootloader功能:
在重置期间，Nand闪存控制器将通过Pin状态获取相关的Nand闪存的信息。
ping状态:(NCON(flash)，GPG13(页面大小)，GPG14(地址循环)，GPG15(总线宽度)-指针配置).
在发生电源或系统复位后，NAND闪存控制器自动加载4-KBytes引导加载程序代码并在中转区执行。
请注意
在自动引导期间，ECC不会去检测。
因此，第一个4 kb的NAND闪存应该没有错误.
pin-NCON引脚配置:
OM[1:0]=00:使能闪存引导
NCON:NAND闪存的模式选择(常规/超前先进)
0: NAND闪存常规模式(256word/512字节页面大小，3/4地址循环)
1: NAND闪存先进模式(1kword/2kbytes页面大小，4/5地址循环)
GPG13:NAND闪存页面容量选择
0:页面=256字(NCON=0)或页面=1k字(NCON=1)
1:页面=512字节(NCON=0)或页面=2KBytes(NCON=1)
GPG14:NAND闪存地址循环选择
0:3个地址循环(NCON=0)或4个地址循环(NCON=1)
1:4个地址循环(NCON=0)或5个地址循环(NCON=1)
GPG15:NAND闪存总线宽度选择
0:8位总线宽度
1:16位总线宽度
请注意
配置pin-NCON，GPG 15:13-将在重置时获取。
在正常状态下，这些引脚必须被设置为输入，以便在输入时不改变pin状态。
这是为了防止在睡眠模式下这些引脚的状态被改变,这种改变都是由软件或意想不到不可预知的的原因造成。
在4位以上的情况下，可能的总组合是16，但并不是所有的值都可以使用。
中转区（4K 字节 SRAM ）
NAND Flash 控制器在引导启动时将 Steppingstone 作为缓冲器，你也可以使用此区域为其它用途
上表是28位校验码，奇偶校验码
EEC （错误纠正码）
NAND Flash 控制器由 4 个 ECC（错误纠正码）模块组成。
其中两个 ECC 模块:
一个模块可以被用于2048 字节的 ECC 奇偶校验码的生成。
另一个模块可以被用于16 字节的 ECC 奇偶校验码的生成。
28 位 ECC 奇偶校验码= 22位行奇偶校验+6位列校验码。
14 位 ECC 奇偶校验码= 8 位行奇偶校验+6位列校验码。