自己學驅動16——NAND Flash

1.NOR Flash和NAND Flash

    對于Flash存儲器件的可靠性需要考慮3點：位反轉、壞塊和可擦除次數。所有的Flash器件（包括NOR Flash和NAND Flash）都遭遇位反轉的問題：由于Flash固有的電器特性，在讀寫資料過程中，偶然會産生一位或幾位資料錯誤（這種機率很低），NAND Flash出現這種問題的幾率遠大于NOR Flash。當位反轉發生在關鍵的代碼、資料上時，有可能導緻系統崩潰。當僅僅是報告位反轉，重新讀取即可；如果确實發生了位反轉，則必須有相應的錯誤檢測/恢複措施，推薦使用EDC/ECC進行錯誤檢測/恢複。

    嵌入式Linux對NOR、NAND Flash的軟體支援都很成熟，在NOR Flash上常用jffs2檔案系統，而在NAND Flash上常用yaffs檔案系統。在更底層，有MTD驅動程式（源代碼位于linux源代碼的/drivers/mtd中）實作對它們的讀、寫和擦除操作，它也實作了EDC/ECC校驗。

2.K9F1208U0M存儲格式

    K9F1208U0M容量為528Mbit=64MB，内部分為131072行（頁）、528列；每一行（頁）大小為512位元組，外加16位元組的額外空間，這16位元組的額外空間的列位址為512~527。

    K9F1208U0M的64MB的存儲空間需要26位位址，是以以位元組為機關通路Flash時需要4個位址序列：列位址（A0~A7）、行位址的低位部分以及行位址的高位部分（A9~A25）。讀寫頁在發出指令後，需要4個位址序列，而擦除塊在發出擦除指令後僅需要3個位址序列。這是因為NAND Flash一般以512位元組為機關進行讀寫，NAND Flash的塊大小範圍為8kB~64kB，讀寫是按行（頁）進行，而擦除是以塊為機關完成的。

3.讀操作方法

    操作NAND Flash時，先傳輸指令，然後傳輸位址，最後讀/寫資料，期間要檢查Flash的狀态。

    K9F1208U0M一頁的大小為512位元組，分為兩部分：上半部、下半部。

    列位址的8bits用來在半頁（256位元組）中尋址。

    當發出讀指令00h時，表示列位址将在上半部尋址；當發出讀指令01h時，表示列位址将在下半部尋址。A8位址線将被讀指令00h設定為低電平，被01h設定為高電平。是以2440向K9F1208U0M傳輸位址過程中不會出現A8，在K9F1208U0M内部A8會根據指令自動被設定為高電平或低電平。

    K9F1208U0M一頁大小為528位元組，而列位址A0~A7可以尋址的範圍是256位元組，是以必須輔以其他手段才能完全尋址這528位元組，将一頁分為A、B、C三個區：A區為0~255位元組，B區為256~511位元組，C區為512~527位元組。通路某頁時，需要標明特定的區：指令00h選中A區、指令01h選中B區、指令50h選中C區。指令00h和50h會使得通路Flash的位址指針一直從A區或C區開始，除非發出了其他的修改位址指針的指令。而指令01h的效果隻能維持一次，目前的讀、寫、擦除、複位或者上電操作完成之後，位址指針将重新指向A區。

4.寫操作方法

    寫操作指令分為兩種：Page Program（True）和Page Program（Dummy）。Page Program（True）需要的指令組合為80h和10h；而Page Program（Dummy）需要的指令組合為80h和11h。寫不同于讀操作，寫操作不分A、B、C三個部分，因為NAND Flash的寫操作一般是以頁為機關的，但是也可以隻寫一頁中的一部分。寫操作的位址序列依然同讀一緻，A8依然是沒有的，是以寫NAND Flash一部分的位址隻能是在A0~A7尋址空間内開始。

    Page Program（True）：發出指令80h後，緊接着是4個位址序列，然後向Flash發送資料（最大可以達到528位元組），然後發出10h啟動寫操作，這時Flash會自動完成寫、校驗操作。一旦發出10h後，就可以通過讀取狀态指令70h獲知目前的寫操作是否完成、是否成功。

    Page Program（Dummy）：由于K9F1208U0M内部分為4個128Mbit的存儲層，每個存儲層包含1024個Block（不是頁而是塊）和528個寄存器。這使得可以同時寫多個頁或者同時擦除多個塊。K9F1208U0M的第1塊位于第1個存儲層、第2塊位于第2個存儲層、第3個塊位于第3個存儲層、第4個塊位于第4個存儲層，以此類推。這樣當用于需要連續寫1~4塊時，就能夠充分使用這4個存儲層各自的528位元組存儲器。

5.塊擦除

    K9F1208U0M塊大小為16KB，當發出60h指令後，後續需要發出3個位址（第2、3、4cycle的位址），并且A9~A13被忽略，即可完成塊擦除操作。