友善之臂最新版mini2440学习笔记——u-boot 1.1.6移植（三）

接上文，本文主要介绍u-boot启动时NAND读取文件board/mini2440/nand_read_ll.c文件的编写。

根据/cpu/arm920t/start.S文件中的相关代码：

#elif defined(CONFIG_NAND_BOOT)
	ldr	sp, =0x1000		/* setup stack to 4k temporarily to call the c function nand_read_ll*/
	bl	nand_init_ll		/* initialize nand flash */
	ldr	r0, _TEXT_BASE		/* destination for u-boot relocation */
	ldr	r1, =0x0		/* source address in NAND */
	ldr	r2, =0x100000		/* length to read from NAND to SDRAM, 1M */
	bl	nand_read_ll		/* call nand_read_ll to relocate u-boot */
#endif

nand_read_ll.c文件中需要实现nand_init_ll和nand_read_ll两个可调用函数。本文以韦东山的《嵌入式Linux应用开发完全手册》中nand flash裸机程序为基础，对此代码进行实现。本文将对代码进行逐步注释。

宏定义

这里的宏定义主要是寄存器的对应位，结合S3C2440芯片手册很容易看懂。

#define BUSY		1
#define TACLS		1
#define TWRPH0		1
#define TWRPH1		0
#define InitECC		1
#define Reg_nCE		1
#define MODE		1

类型定义

定义NAND flash控制器的寄存器结构体

typedef unsigned int S3C24X0_REG32;


/* NAND FLASH (see S3C2440 manual chapter 6) */
typedef struct {
    S3C24X0_REG32   NFCONF;
    S3C24X0_REG32   NFCONT;
    S3C24X0_REG32   NFCMD;
    S3C24X0_REG32   NFADDR;
    S3C24X0_REG32   NFDATA;
    S3C24X0_REG32   NFMECCD0;
    S3C24X0_REG32   NFMECCD1;
    S3C24X0_REG32   NFSECCD;
    S3C24X0_REG32   NFSTAT;
    S3C24X0_REG32   NFESTAT0;
    S3C24X0_REG32   NFESTAT1;
    S3C24X0_REG32   NFMECC0;
    S3C24X0_REG32   NFMECC1;
    S3C24X0_REG32   NFSECC;
    S3C24X0_REG32   NFSBLK;
    S3C24X0_REG32   NFEBLK;
} S3C2440_NAND;

定义寄存器起始地址

NAND flash控制器的寄存器起始地址为0x4E000000。定义S3C2440_NAND型指针指向该地址，则上述结构体就可以使用了。

static S3C2440_NAND * s3c2440nand = (S3C2440_NAND *)0x4E000000;

外调用函数声明

/* Functions called by the external */
void nand_init_ll(void);
void nand_read_ll(unsigned char *buf, unsigned long start_addr, int size);

值得注意的是nand_read_ll函数的参数传递。根据arm-linux-gcc编译器，函数的参数传递使用r0, r1, r2三个寄存器，对应/cpu/arm920t/start.S中调用该函数前的三个寄存器赋值语句。

本文件内部使用的函数声明

/* S3C2440 functions called here */
static void s3c2440_nand_reset(void);
static void s3c2440_wait_idle(void);
static void s3c2440_nand_select_chip(void);
static void s3c2440_nand_deselect_chip(void);
static void s3c2440_write_cmd(int cmd);
static void s3c2440_write_addr(unsigned int addr);
static unsigned char s3c2440_read_data(void);

这些函数从名称上即可看出其功能，故不详细赘述。后面逐个讲述其代码实现。

复位函数s3c2440_nand_reset(void)

/* reset */
static void s3c2440_nand_reset(void)
{
    s3c2440_nand_select_chip();
    s3c2440_write_cmd(0xff);  // 复位命令
    s3c2440_wait_idle();
    s3c2440_nand_deselect_chip();
}

NAND flash芯片复位流程如下：选中芯片、发送复位命令（0xFF）、等待芯片状态准备好、取消芯片选中。

等待芯片就位函数s3c2440_wait_idle(void)

/* wait for NAND Flash to be ready */
static void s3c2440_wait_idle(void)
{
    int i;
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFSTAT;
    while(!(*p & BUSY))
        for(i=0; i<10; i++);
}

根据S3C2440芯片手册，NAND flash芯片就位状态可直接读取NFSTAT寄存器的BUSY位（第1位）。

芯片选中函数s3c2440_nand_select_chip(void)

/* send chip selection */
static void s3c2440_nand_select_chip(void)
{
    int i;
    s3c2440nand->NFCONT &= ~(1<<1);
    for(i=0; i<10; i++);
}

根据S3C2440芯片手册，NAND flash芯片选中直接将NFCONT寄存器第1位置0即可。

取消选中函数s3c2440_nand_deselect_chip(void)

/* send chip deselection */
static void s3c2440_nand_deselect_chip(void)
{
    s3c2440nand->NFCONT |= (1<<1);
}

根据S3C2440芯片手册，NAND flash芯片选中直接将NFCONT寄存器第1位置1即可。

发送命令函数s3c2440_write_cmd(int cmd)

/* send commmand */
static void s3c2440_write_cmd(int cmd)
{
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFCMD;
    *p = cmd;
}

根据S3C2440芯片手册，将需要发送给NAND flash的命令写入NFCMD寄存器即可。

发送地址函数s3c2440_write_addr(unsigned int addr)

/* send address */
static void s3c2440_write_addr(unsigned int addr)
{
    int i;
    int col_addr, row_addr;
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFADDR;

    col_addr = addr%2048;	/* column address (address in page) */
    row_addr = addr>>11;	/* row address (page number) */

    /* column address */
    *p = col_addr & 0xff;
    for(i=0; i<10; i++);
    *p = (col_addr >> 8) & 0x0f;
    for(i=0; i<10; i++);

    /* row address */
    *p = row_addr & 0xff;
    for(i=0; i<10; i++);
    *p = (row_addr >> 8) & 0xff;
    for(i=0; i<10; i++);
    *p = (row_addr >> 16) & 0x07;
    for(i=0; i<10; i++);
}

根据K9K8G08U0E芯片手册，将NAND地址分为行地址和列地址，分5个周期发送，如下图所示。

这里一定要注意，地址的A0~A11为列地址，其中A0~A10共11位为每页的主数据区地址，A11（第12位）用于指向OOB部分。

友善之臂最新版mini2440学习笔记——u-boot 1.1.6移植（三）

数据读取函数s3c2440_read_data(void)

/* read data */
static unsigned char s3c2440_read_data(void)
{
    volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2440nand->NFDATA;
    return *p;
}

根据S3C2440芯片手册，读取NFDATA寄存器的值即可得到需要读取的数据值。

第一个外部调用函数，NAND flash初始化nand_init_ll(void)

/* initialize NAND Flash */
void nand_init_ll(void)
{
    /* time sequence */
    s3c2440nand->NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4);
    /* enable NAND Flash controller, initialize ECC */
    s3c2440nand->NFCONT = (InitECC<<4)|(MODE<<0);
    /* select NAND chip */
    s3c2440_nand_select_chip();
    /* reset NAND Flash before first use */
    s3c2440_nand_reset();
    /* deselect NAND chip. Send selection signal when used. */
    s3c2440_nand_deselect_chip();
}

NAND flash初始化需要做以下几件事：

设置时序（NFCONF寄存器），这部分工作很多地方都讲得很详细，不再复述。

设置工作模式（NFCONT寄存器），初始化ECC并设置NAND flash控制器有效。

选中NAND芯片。

发送复位信号。

取消选中。

至此，NAND flash芯片初始化完毕。一般使用前都现初始化以下。

第二个外部调用函数，NAND flash读取函数nand_read_ll

#define NAND_SECTOR_SIZE    2048
#define NAND_BLOCK_MASK     (NAND_SECTOR_SIZE - 1)

/* read function */
void nand_read_ll(unsigned char *buf, unsigned long start_addr, int size)
{
    int i, j;

    if ((start_addr & NAND_BLOCK_MASK) || (size & NAND_BLOCK_MASK))
    {
        return ;    /* address or length not aligned */
    }

    /* chip selection */
    s3c2440_nand_select_chip();

    for(i=start_addr; i < (start_addr + size);)
    {
        /* send READ command */
        s3c2440_write_cmd(0x00);

        /* Write Address */
        s3c2440_write_addr(i);
        s3c2440_write_cmd(0x30);
        s3c2440_wait_idle();

        for(j=0; j < NAND_SECTOR_SIZE; j++, i++)
        {
            *buf = s3c2440_read_data();
            buf++;
        }
    }

    /* chip deselection */
    s3c2440_nand_deselect_chip();

    return ;
}

根据前述函数的功能，这个函数的内容也很好理解，就不多做叙述了。整个读取流程参照K9K8G08U0E芯片手册中读函数流程可以更好地理解。

友善之臂最新版mini2440学习笔记——u-boot 1.1.6移植（三）

小结

值得指出的是，这里读取过程没有添加ECC校验。这是因为博主一直在使用软校验，有机会的时候研究以下硬校验，然后再补充这部分内容。也希望大牛们能够不吝指点。

转载于:https://my.oschina.net/zhaowei19841211/blog/688437

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