本节书摘来异步社区《嵌入式linux软硬件开发详解——基于s5pv210处理器》一书中的第2章，第2.1节，作者：刘龙，更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看
嵌入式linux软硬件开发详解——基于s5pv210处理器
在嵌入式系统中，很多信息在系统关闭电源后不能够丢失，这些信息需要使用非易失性存储器来存储，我们可以使用nor flash和nand flash来实现。
nor flash和nand flash是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。intel公司于1988年首先开发出nor flash技术；1989年，东芝公司开发出nand flash技术。nand flash和nor flash的主要区别如表2-3所示。
在嵌入式设备中使用slc和mlc这两种不同类型的nand flash闪存技术的设备都很常见。slc全称为single-level cell，单层单元闪存；mlc全称为multi-level cell，多层单元闪存。两者的主要区别是slc每一个单元储存一位数据，而mlc通过使用多个电压等级，每一个单元储存两位数据，数据密度比较大。
slc生产成本较高，但在效能上大幅胜于mlc。slc晶片可重复写入约10万次，而mlc晶片的写入次数约为1万次，目前三星采用的mlc芯片写入寿命在5000次左右。在读写速度上，相对于主流slc芯片，mlc芯片理论速度较慢。mlc能耗大于slc，在相同使用条件下比slc要多15%左右的能耗，因为mlc理论写入次数上限相对较少，所以在相同使用情况下，使用寿命比slc短。
两种闪存技术对应芯片区别如表2-4所示。
smart210开发板无nor flash。采用的是slc类型nand flash，容量为512mb，型号为k9f4g08uob。
k9f4g08uob的引脚排列如图2-8所示，各个引脚的功能如表2-5所示。
i/o0～i/o7：地址、数据和命令输入/输出引脚。
cle、ale：命令锁存使能引脚和地址锁存使能引脚，用来选择i/o输入的信号是命令还是地址。
overline {{text{ce}}}、overline {{text{re}}}、overline {{text{we}}} ：片选信号、读使能信号和写使能信号引脚。
overline {frac{{text{r}}}{{text{b}}}}：状态引脚，表示设备的状态，当数据写入、编程和随机读取时，overline {frac{{text{r}}}{{text{b}}}}处于高电平，表明芯片正忙，否则输出低电平。
k9f4g08uob内部结构如图2-9所示。
nand flash设备的存储容量是以页（page）和块（block）为单位，1block=64page，1page=2112byte（2048byte用于存放数据，其余64byte用于存放其他信息，如块好坏的标记、块的逻辑地址、页内数据的ecc校验和等）。
容量为512mb的nand flash存储结构为：2048byte×64page×4096blocks。
芯片（device）、块（block）、页（page）之间的关系如下。
1 device = 4,096 blocks = 4096×64 pages = 256k pages
1 block = 64 page
1 page = 2112 byte = 2048 byte + 64 byte
用于数据存储的单元有 2048 bytes×64 pages×4096 blocks = 512 mb。
用于ecc校验或其他功能的单元有64 bytes×64 pages×4096 blocks = 16mb 。
nand flash以页为单位进行读和编程（写）操作，一页为2048byte；以块为单位进行擦除操作，一块为2048byte×64page=128kb。
k9f4g08uob的内部对每一页又进行了划分，每页分成前2048byte的main域和64byte的spare域，在main域中，分成a、b、c、d四个扇区；spare域中，分成e、f、g、h四个扇区。每个扇区占据不同的存储空间，具体分布情况如图2-10、图2-11所示。
s5pv210和k9f4g08uob的连接方式如图2-12所示。
k9f4g08uob的访问地址、数据和控制命令只能在引脚i/o[7:0]上传递。对于不同的数据类型，s5pv210微处理器和nand flash之间是通过控制总线和一些命令序列来进行区分的。该nand flash芯片所支持的命令序列如表2-6所示。
通过表2-6我们可以看出，如果微处理器想要读nand flash的内容，可以在cle和overline {{text{re}}}引脚的配合下，通过i/o0～i/o7引脚先后发送00h与30h命令；如果想要读取nand flash的内部厂商内置的id，可以在cle和overline {{text{re}}}引脚的配合下，发送90h命令；如果s5pv210想要对nand flash进行随机地址的写操作，可以在cle和overline {{text{we}}}引脚的配合下，首先发送85h命令，然后指定所要写的地址。
k9f4g08uob容量为512mb，需要30根地址线确定微处理器要访问的地址，而k9f4g08uob只有8个i/o口，所要操作的地址是在控制引脚的配合下，先后5次发送至flash内部。发送地址时地址序列如表2-7所示。
序列中列地址为a0～a11，行地址为a12～a29，l表示在写的时候置为0。对s5pv210访问nand flash地址的指定，只需要分5步将地址值写入s5pv210的nand flash控制寄存器即可，nand flash控制器会自动地通过8个i/o，在控制引脚帮助下，分五次通过i/o0～i/o7完成对nand flash地址的写操作。