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【.Net Micro Framework PortingKit – 11】NandFlash驅動開發

對.Net Micro Framework系統來說，正常情況下Flash（包括NandFlash和NORFlash）分為六個區，分别為：

1、        BLOCKTYPE_BOOTSTRAP（存放啟動代碼，一般為TinyBooter）

2、        BLOCKTYPE_CONFIG（配置區，存放配置資訊）

3、        BLOCKTYPE_CODE（本地代碼區，指TinyCLR代碼）

4、        BLOCKTYPE_DEPLOYMENT（托管代碼區，存放使用者的C#程式）

5、        BLOCKTYPE_STORAGE_A（使用者資料存儲區）

6、        BLOCKTYPE_FILESYSTEM（檔案系統）

其中2、3、4項為.Net Micro Framework系統所必須。

如果Flash為NandFlash，則存放在BLOCKTYPE_BOOTSTRAP區的啟動代碼是無法直接執行的，系統必須在ROM、NORFlash或其它線性執行存儲區存放一個Bootload，由該Bootload加載TinyBooter，然後由TinyBooter引導TinyCLR啟動（當然如果空間允許，TinyBooter也可以放在NORFlash，直接運作來引導TinyCLR,或Bootload直接引導TinyCLR也是可以的）。

TinyCLR一般常見大小為700k左右，其實也可以放在NORFlash中，不需要TinyBooter而直接運作，不過這樣就不友善用MFDeploy對TinyCLR進行更新了。

常見的MF系統，TinyBooter啟動後一般把TinyCLR從NandFlash拷貝到RAM中，TinyCLR實際是在RAM中執行的。這就需要RAM的大小至少要大于TinyCLR的大小，加上堆和棧的大小，理想的RAM大小至少要大于2M。

EM-STM3210E開發闆上的Flash含四部分，片内Flash 512k（系統Flash2k，存放系統Bootload，不能更改，ISP功能就是由該Bootload來支援的），2M NOR Flash，8M SPI Flash，128Mb（16M位元組） NandFlash。

Flash相對比較豐富，但是RAM資源卻有些不足，片内含64K RAM，片外擴充了128KB SRAM。由于RAM相對偏小，是以TinyCLR的代碼是不可能拷貝到RAM中執行的，如果TinyCLR達到常見大小，則片内使用者FLASH也是放不下的，也隻有放到2M的 NOR Flash中去了。不過我們這次Porting的.Net Micro Framework僅是最小集，TinyCLR大概250K左右，此外TinyBooter對我們也不是必須的，我們通過ISP方式下載下傳TinyCLR。

NORFlash和SPI Flash對我們來說不必要，僅需實作NandFlash即可，Flash的型号為ST NAND128W3A2BNb，最終的NandFlash分區如下：

const BlockRange g_NandFlash_BlockStatus[] =

{

    { BlockRange::BLOCKTYPE_CONFIG    ,   0,   7 },  //128K

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT,   8,  47 },  //640K

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT,  48,  87 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT, 128, 167 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT, 208, 247 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT, 288, 327 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_DEPLOYMENT, 328, 1007 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_STORAGE_A , 1008,1015 },

    { BlockRange::BLOCKTYPE_STORAGE_B , 1016,1023 },

};

我們的NandFlash驅動不要放在/DeviceCode/Targets/Native/CortexM3/DeviceCode目錄，因為不同的開發闆雖然采用STM32系列的CPU，但是外圍的Flash有可能型号不同，該NandFlash驅動要放在/Solutions/STM3210E/DeviceCode的目錄，這樣安排比較合理。

我們在該目錄下建立Blockstorage目錄，下有兩個子目錄addDevices和NandFlash，NandFlash目錄放NandFlash驅動代碼和配置資訊，addDevices目錄下的代碼比較簡單，就是把實作的NandFlash驅動加載到BlockStorageList中去，相關代碼如下：

void BlockStorage_AddDevices()

    BlockStorageList::AddDevice( &g_NandFlash_BS, &g_NandFlash_BS_DeviceTable, &g_NandFlash_BS_Config, FALSE );

}

NandFlash的配置檔案中主要的内容就是我們上面提到的const BlockRange g_NandFlash_BlockStatus[]，此外還要根據NandFlash的實際參數，填寫一些宏。

#define FLASH_MANUFACTURER_CODE                 0x20

#define FLASH_DEVICE_CODE                       0x73

#define FLASH_BASE_ADDRESS                      0x00000000

#define FLASH_SIZE                              0x01000000  //16M  128Mbit

#define FLASH_BLOCK_COUNT                       1024       

#define FLASH_SECTOR_PER_BLOCK                  32

#define FLASH_SECTOR_SIZE                       512

#define FLASH_BLOCK_SIZE                        FLASH_SECTOR_PER_BLOCK*FLASH_SECTOR_SIZE

… …

NandFlash驅動是核心内容，我們知道Cortex-M3平台下無論是通路SRAM還是NandFlash (或NandFlash、SD卡等)都是要通過FSMC實作，是以這裡要編寫NandFlash之前，一定要先配置好FSMC寄存器，配置好之後，其Flash 驅動代碼和普通的ARM7或ARM9下NandFlash驅動類似。

具體的代碼這裡不列舉了，可以參考EM-STM3210E開發闆的示例代碼，不過這裡需要說明的是，位址部分四個位元組，其中一個位元組表示扇區偏移，三個位元組表示扇區位址。但是我們的扇區（頁）大小為512+16個位元組，一個位元組無法表示0~511的偏移，這個問題在示例代碼中找不到答案，隻能看相關手冊了。

其實一個扇區（頁）分三部分，A、B、C，A為扇區前256位元組，B為扇區下個256位元組，C區為16位元組。是以下面的代碼就能實作0~511的扇區偏移。

WriteCommand(offset<256 ? COMMAND_AREA_A : COMMAND_AREA_B);

WriteCommand(COMMAND_READ_1);

WriteAddress(offset & 0xFF);

WriteAddress((StartSector >>  0) & 0xFF);

WriteAddress((StartSector >>  8) & 0xFF);

WriteAddress((StartSector >> 16) & 0xFF); 

此外還要說明的是，該Flash的擦寫是以Block為邊界的，這和一般的NandFlash以扇區為邊界不同，但是擦寫機關都為一個Block，這是相同的。是以這部分代碼在Porting時要和以前平台的驅動要有些差別。

在NativeSample.proj檔案中添加如下條目，就可以測試我們的NandFlash代碼了。

<ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)/Solutions/Stm3210e/DeviceCode/Blockstorage/addDevices/dotNetMF.proj" />

    <DriverLibs Include="BlockStorage_AddDevices_NandFlash.$(LIB_EXT)" />

  </ItemGroup>

  <ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)/Solutions/Stm3210e/DeviceCode/Blockstorage/NandFlash/Driver/dotNetMF.proj" />

    <DriverLibs Include="NandFlash_BL.$(LIB_EXT)" />

   <ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)/Solutions/Stm3210e/DeviceCode/Blockstorage/NandFlash/Config/dotNetMF.proj" />

    <DriverLibs Include="NandFlash_BL_Config.$(LIB_EXT)" />

NativeSample.cpp中的測試代碼如下：

BlockStorageDevice *device= BlockStorageList::GetFirstDevice();   

     if(device!=NULL)

     {       

        UINT8 bytRet= device->EraseBlock(0x0);   //0x20000     

           debug_printf("EraseBlock:%s/r/n",bytRet? "OK":"ERROR");

           BYTE bytWriteData[10];

           for(int i=0;i<10;i++)  bytWriteData[i]=(BYTE)(i % 256);

           bytRet=device->Write(10,10,bytWriteData,FALSE);

           debug_printf("Write:%s/r/n",bytRet? "OK":"ERROR");

           bytRet=device->Write(30,10,bytWriteData,FALSE);

           bytRet=device->Write(513,10,bytWriteData,FALSE);

         BYTE bytReadData[1024];

           bytRet=device->Read(5,1024,bytReadData);

           debug_printf("Read:%s/r/n",bytRet? "OK":"ERROR");                   }

好了，NandFlash驅動我們編寫完畢，下一篇将介紹SysTick驅動的實作。

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