自己学驱动16——NAND Flash

1.NOR Flash和NAND Flash

    对于Flash存储器件的可靠性需要考虑3点：位反转、坏块和可擦除次数。所有的Flash器件（包括NOR Flash和NAND Flash）都遭遇位反转的问题：由于Flash固有的电器特性，在读写数据过程中，偶然会产生一位或几位数据错误（这种概率很低），NAND Flash出现这种问题的几率远大于NOR Flash。当位反转发生在关键的代码、数据上时，有可能导致系统崩溃。当仅仅是报告位反转，重新读取即可；如果确实发生了位反转，则必须有相应的错误检测/恢复措施，推荐使用EDC/ECC进行错误检测/恢复。

    嵌入式Linux对NOR、NAND Flash的软件支持都很成熟，在NOR Flash上常用jffs2文件系统，而在NAND Flash上常用yaffs文件系统。在更底层，有MTD驱动程序（源代码位于linux源代码的/drivers/mtd中）实现对它们的读、写和擦除操作，它也实现了EDC/ECC校验。

2.K9F1208U0M存储格式

    K9F1208U0M容量为528Mbit=64MB，内部分为131072行（页）、528列；每一行（页）大小为512字节，外加16字节的额外空间，这16字节的额外空间的列地址为512~527。

    K9F1208U0M的64MB的存储空间需要26位地址，因此以字节为单位访问Flash时需要4个地址序列：列地址（A0~A7）、行地址的低位部分以及行地址的高位部分（A9~A25）。读写页在发出命令后，需要4个地址序列，而擦除块在发出擦除命令后仅需要3个地址序列。这是因为NAND Flash一般以512字节为单位进行读写，NAND Flash的块大小范围为8kB~64kB，读写是按行（页）进行，而擦除是以块为单位完成的。

3.读操作方法

    操作NAND Flash时，先传输命令，然后传输地址，最后读/写数据，期间要检查Flash的状态。

    K9F1208U0M一页的大小为512字节，分为两部分：上半部、下半部。

    列地址的8bits用来在半页（256字节）中寻址。

    当发出读命令00h时，表示列地址将在上半部寻址；当发出读命令01h时，表示列地址将在下半部寻址。A8地址线将被读命令00h设置为低电平，被01h设置为高电平。所以2440向K9F1208U0M传输地址过程中不会出现A8，在K9F1208U0M内部A8会根据命令自动被设置为高电平或低电平。

    K9F1208U0M一页大小为528字节，而列地址A0~A7可以寻址的范围是256字节，所以必须辅以其他手段才能完全寻址这528字节，将一页分为A、B、C三个区：A区为0~255字节，B区为256~511字节，C区为512~527字节。访问某页时，需要选定特定的区：命令00h选中A区、命令01h选中B区、命令50h选中C区。命令00h和50h会使得访问Flash的地址指针一直从A区或C区开始，除非发出了其他的修改地址指针的命令。而命令01h的效果只能维持一次，当前的读、写、擦除、复位或者上电操作完成之后，地址指针将重新指向A区。

4.写操作方法

    写操作命令分为两种：Page Program（True）和Page Program（Dummy）。Page Program（True）需要的命令组合为80h和10h；而Page Program（Dummy）需要的命令组合为80h和11h。写不同于读操作，写操作不分A、B、C三个部分，因为NAND Flash的写操作一般是以页为单位的，但是也可以只写一页中的一部分。写操作的地址序列依然同读一致，A8依然是没有的，所以写NAND Flash一部分的地址只能是在A0~A7寻址空间内开始。

    Page Program（True）：发出命令80h后，紧接着是4个地址序列，然后向Flash发送数据（最大可以达到528字节），然后发出10h启动写操作，这时Flash会自动完成写、校验操作。一旦发出10h后，就可以通过读取状态命令70h获知当前的写操作是否完成、是否成功。

    Page Program（Dummy）：由于K9F1208U0M内部分为4个128Mbit的存储层，每个存储层包含1024个Block（不是页而是块）和528个寄存器。这使得可以同时写多个页或者同时擦除多个块。K9F1208U0M的第1块位于第1个存储层、第2块位于第2个存储层、第3个块位于第3个存储层、第4个块位于第4个存储层，以此类推。这样当用于需要连续写1~4块时，就能够充分使用这4个存储层各自的528字节存储器。

5.块擦除

    K9F1208U0M块大小为16KB，当发出60h命令后，后续需要发出3个地址（第2、3、4cycle的地址），并且A9~A13被忽略，即可完成块擦除操作。