基于VxWorks的NAND FLASH驱动程序设计 02 程序设计, FLASH, 硬件

samwalton

　　注：起始地址是列地址；L表示必须置为低电平
　　对NAND FLASH的操作流程比较简单，即在第一个周期里送操作相关的命令字，然后送地址，以及相应的数据，最后送确认字。需要说明的是，由于地址、命令和数据都共用8个I／O管脚来进行传输，因此在硬件上必须要有专用的管脚来区分传输类型(在传输命令的时候，命令锁存使能信号CLE有效；在传输地址的时候，地址锁存使能信号ALE有效)。具体的命令字、时序和操作流程在K9F2G08Q0M的数据手册上有较详细的描述，在此不一一详述。
　　2 PPC440epx的NAND FLASH接口
　　AMCC公司的PPC440epx芯片是一款性能指标较高的嵌入式CPU芯片，其主频可以达到667 MHz，拥有DDR2接口，可支持千兆以太网，USB 2．0接口，支持浮点运算，同时还支持NAND FLASH芯片。
　　PPC440epx使用一个NAND FLASH Controller作为外部NAND FLASH与其外部总线通信的接口电路，该控制器最多可以支持4个NAND FLASH芯片，每个芯片的容量可以为4～256 MB，每页的大小可以为512 B+16 B或者2 KB+64 B。NDFC(NANDFLASH Controller)的存在使得对NAND FLASH的操作变的非常简单。根据前面对K9F2G08Q0M的介绍可知，对NAND FLASH的操作需要在硬件上产生ALE，CLE信号来区分传输类型。NDFC给程序设计人员提供两种实现时序的方法：硬件实现，软件实现。如果是前者， NDFC提供了几个寄存器：命令寄存器、地址寄存器、数据寄存器、配置寄存器和状态寄存器。通过对这几个寄存器执行相应的读／写操作就可以产生相应的时序。例如，如果需要对NAND FLASH写命令字80H，则只需将80H写人命令寄存器即可。NDFC自动将80H送到I／O7～I／O0上，同时置CLE为有效状态。而软件实现方法是根据K9F2G08Q0M的时序要求，通过对硬件控制寄存器中相应的bit写1或者0，使得对应的控制信号为高电平或者低电平。设计人员可以根据自己的情况，选择实现方法。这里推荐采用硬件实现的方法。不过，在有问题时，可采用软件实现的方法来进行调试。
　　3 TrueFFS简介
　　TureFFS(Ture Flash File System)是M-Systems公司为VxWorks操作系统定制的实现FLASH块设备的接口。通过使用TFFS，应用程序对FLASH的读写就像对拥有MS-DOS文件系统的磁盘设备操作一样。对于上层设计人员，TFFS屏蔽了底层多种多样FLASH设备的具体细节。同时，由于FLASH存储芯片自身的一些特性(如擦除、编程次数有限并且操作时间较长；容易进入过度编程状态等)，TFFS采用虚拟块、损耗均衡、碎片回收、错误恢复等机制来提高 FLASH的使用寿命，确保数据完整，优化性能。