三、NAND flash驱动解读

　　以前由于做移植多一些，那些工作很简单(现在看来)，从来都不用去关心驱动里面到底怎么实现的，这几次面试才发现真的是学的太浅了，似乎我还在学习仰泳而那些牛人基本都属于潜水级的了，潜的不知有多深。我对照着开发板所带的NAND flash驱动和k9f1208的芯片资料把这些代码通读了一遍，终于明白了NAND flash的读写过程是如何实现的了。我所参考的驱动是mizi公司为三星芯片所写的，我看看了，大概和官方2.4.18内核的nand.c差不多。

　　在 s3c2410处理器中有专门的NAND flash控制器，他们位于SFR区，具体可以参看s3c2410用户手册。以下的这些代码均可以在vivi或者kernel里面找到，文中会标明程序出自何处。在vivi中，有关NAND flash的驱动都在driver/mtd/nand/下，该目录中包含的源文件：smc_core.c是NAND flash的主要驱动。

　　NAND flash 芯片定义了一个很长的结构，这个结构中包含了操作NAND flash的函数和一些必要的变量(include/mtd/nand.h)。

　　struct nand_chip {
　　#ifdef CONFIG_MTD_NANDY /* =y */
　　void (*hwcontrol)(int cmd);
　　void (*write_cmd)(u_char val);
　　void (*write_addr)(u_char val);
　　u_char (*read_data)(void);
　　void (*write_data)(u_char val);
　　void (*wait_for_ready)(void);
　　int page_shift;
　　u_char *data_buf;
　　u_char *data_cache;
　　int cache_page;
　　struct nand_smc_dev *dev;
　　u_char spare[SMC_OOB_SIZE];
　　#else /* CONFIG_MTD_NANDY */
　　……
　　#ifdef CONFIG_MTD_NAND_ECC
　　u_char ecc_code_buf[6];
　　u_char reserved[2];
　　#endif
　　#endif /* CONFIG_MTD_NANDY */
　　};

　　纵观对NAND flash的各种操作(read、write、erase)，无外乎如下几种操作：

　　1.选择flash nand_select()
　　2.发送命令 nand_command()
　　3.进行相应操作 read，write……
　　4.反选NAND flash nand_deselect()

　　下面是以上四步的实现代码：

　　1、选择NAND flash

　　#define nand_select() this->hwcontrol(NAND_CTL_SETNCE);
　　nand_command(mtd, NAND_CMD_RESET, -1, -1);
　　udelay (10);

　　hwcontrol(NAND_CTL_SETNCE) 的作用是设置2410的NAND FLASH CONFIGURATION (NFCONF) REGISTER的NAND Flash Memory chip enable位为0，这位寄存器在自动重启后就被系统自动清零。如果要访问NAND flash的内存，这位必须置1。

　　nand_command(mtd, NAND_CMD_RESET, -1, -1);向flash发送命令，此命令为reset，即为重置NAND flash。

　　然后是10us的延迟，给flash个反应时间。

　　2、发送命令

　　Nand_command()同样在smc_core.c中实现。NAND flash的命令有如下几种：

　　命令 命令值 描述

　　NAND_CMD_READ0 0 读操作
　　NAND_CMD_READ1 1 读操作
　　NAND_CMD_PAGEPROG 0x10 页编程操作
　　NAND_CMD_READOOB 0x50 读写OOB
　　NAND_CMD_ERASE1 0x60 读写操作
　　NAND_CMD_STATUS 0x70 读取状态
　　NAND_CMD_STATUS_MULTI 0x71 读取状态
　　NAND_CMD_SEQIN 0x80 写操作
　　NAND_CMD_READID 0x90 读Flash ID号
　　NAND_CMD_ERASE2 0xd0 擦写操作
　　NAND_CMD_RESET oxff 复位操作

　　按照程序的注释，可以将该函数的实现分为如下几步：

　　1、Begin command latch cycle

　　实现代码：

　　this->hwcontrol(NAND_CTL_SETCLE);
　　this->hwcontrol(NAND_CTL_DAT_OUT);

　　找到第二条语句的定义，发现什么都么做，不解!!希望达人解答。我猜想可能是一个数据读出的使能操作，允许数据读出。

　　Command Latch Enable(CLE) and Address Latch Enable(ALE) are used to multiplex command and address respectively, via the I/O pins. The CLE input controls the path activation for commands sent to the command register. When active high, commands are latched into the command register through the I/O ports on the rising edge of the nWE signal. 看了这段英文相信对第一条语句的作用已经十分清楚了，他就是用来控制向命令寄存(COMMAND SET (NFCMD) REGISTER)发送命令的。

　　2、 Write out the command to the device

　　这部分对于不同的命令来说，操作的步骤也不太相同，如果为写操作，那么还有根据flash不同的容量决定操作步骤，具体可以参看代码。如果为其他命令，那么就是简单的一行：

　　this->write_cmd (command);

　　将命令直接想到命令寄存器(NFCMD[7:0])中。

　　3、 Set ALE and clear CLE to start address cycle & Serially input address

　　1中已经提到了ALE和CLE的作用，现在开始发送地址。

　　实现代码：

　　this->hwcontrol(NAND_CTL_CLRCLE); // clear the command latch enable
　　this->hwcontrol(NAND_CTL_SETALE); // set the address latch enable

　　然后按位操作，是用函数write_addr()将地址写到NAND FLASH ADDRESS SET (NFADDR) REGISTER中。

　　4、 Latch in address

　　实现代码：

　　this->hwcontrol(NAND_CTL_CLRALE);
　　this->hwcontrol(NAND_CTL_DAT_IN);

　　地址发送完毕，清楚ALE。

　　5、 Pause for 15us

　　我使用的VIVI中，使用udelay (15)延时15us，但这个时间会因NAND Flash的不同而不同。

　　三、运行Operating

　　根据函数的不同，操作部分会不一样，但是主要的是对NAND FLASH DATA (NFDATA) REGISTER的操作，或写(编程)或者读。通过读或写函数的参数来返回或传递读出的值或写入的值。写得操作通常比较麻烦，他要将写到flash的内容重新读出后进行ECC校验，如果数据正确则在重新真正的写(编程)，如果错误，则将数据写入flash的另一个块。读和写都是以页为单位进行操作。而擦除则以块为单位，三个周期发送完地址。擦除完毕后同样需要进行检察以确定是否擦除成功。

　　四、取消选择NAND设备（De-select the NAND device）

　　实现代码：

　　#define nand_deselect() this->hwcontrol(NAND_CTL_CLRNCE);

　　反选flash吧，不知这样叫正确与否，跟select the NAND device相反，亦即使用完后将使能flash位清0，代码是NFCONF位于0x4e00_0000的位置(NFCONF |= NFCONF_nFCE_HIGH;)，有兴趣的可以读读代码，看看这是怎么实现的，我的感觉就是关于寄存器的清置读起来都比较晕。

    NAND Flash结构与驱动分析（上）