1.适用范围

该应用笔记适用于帮助用户在SylixOS下使用nandflash器件。

2.原理概述

2.1nandflash存储结构

nandflash存储结构如图2-1所示，下面以mini2440开发板上的k9f1g08系列nandflash为例，简单介绍nandflash的存储结构。

图2-1 nandflash存储结构

nandflash的存储结构主要有两个单位：页(page),块(block)。每页大小为2K+64字节，2K用来存储数据，64字节用来存储控制信息(OOB区，例如坏块信息、ECC校验），每块大小为64页。整个nand有2048个块组成，所以mini2440中的nand大小为:(2K+64)*64*2048=2²⁸B=256MB。

nand的地址编排精确到字节，但是实际读写却只能精确到页，并且每次写之前都需要擦除nand，擦除的单位是块。nand读写时地址传递是通过IO线发送的，因为地址有30位而IO只有8位，所以需要多个cycle(循环)才能发送完毕。一般的nand都是4cycle或者5cycle发送地址。

2.2SylixOS下nand的驱动框架

2.2.1整体框架

SylixOS下nand的整体框架如图2-2所示:

图2-2 nand总体框架

2.2.2MTD设备

nandflash与传统块设备相似，都是存储设备，但又有所不同。比如块设备不区分写和擦除操作，也没有OOB区。这些区别决定了系统需要一种特殊的设备来抽象nandflash设备，简化驱动开发，这就是MTD设备，MTD既不属于块设备也不属于字符设备。

MTD是memory technology Device的缩写。MTD支持类似于内存的存储器，它是底层硬件和上层软件之间的桥梁。对底层来说，它无论对norflash或是nandflash都有很好的驱动支持。对上层来说，它抽象出文件系统所需要的接口函数。有了MTD，编写nandflash的驱动变得十分轻松，因为上层的架构都已经做好，驱动编写者只用参考nandflash的datasheet写最底层的硬件初始化即可。

2.2.3nand通用层

Nand_chip是nand通用层的核心结构体，它与nand芯片密切相关，主要包含两方面内容:

1、对nand芯片进行实际操作的函数，包括读、写、擦除等函数。

2、nand芯片特性的成员变量，包括页大小、块大小、坏块信息位置等。

2.2.4yaffs2文件系统层

yaffs2文件系统是一个专门为nandflash设计的嵌入式型文件系统提供磨损平衡和掉电恢复的健壮性。yaffs2与MTD设备的连接是通过yaffs_dev结构体来完成的。一个yaffs_dev结构体表示一个yaffs分区。

2.3代码实现

在mini2440 BSP驱动里面，nand挂载到yaffs2文件系统由三个*.c文件实现。

如图2-3所示:

图2-3 nand驱动文件

    各个*.c文件的作用分别是：

s3c24xx_nand.c函数实现nand控制器硬件的初始化。

nand.c是将nand封装成mtd设备。

k9f1g08.c是调用MTD提供的函数读取nand的信息，并将其挂载到yaffs2文件系统下。

2.3.1封装MTD设备

nand驱动的代码由nand_init函数开始，调用nand_init_chip函数初始化nand芯片，函数里主要调用如图2-4、图2-5所示的三个函数来实现具体初始化的步骤。

图2-4 nand芯片初始化

图2-5 nand初始化

驱动需要定义两个重要的结构体：

1. mtd_info 表示了一个MTD设备。2.nand_chip表示了一个nand设备。将nand_chip结构体放到mtd_info结构体下，以完成mtd_info结构体封装。

   图2-4的三个函数主要是对以上两个结构体的初始化。下面介绍三个函数的主要功能:

   board_nand_init函数实现nandfalsh控制器的初始化和相关时间参数的设置；并填充nand_chip结构体下的两个操作函数。如图2-6所示:

   

   图2-6 nand_chip的操作函数

   cmd_ctrl函数作用:想要对nandflash进行读写擦除等操作，必须要先选中nandflash并向其发送相应的命令和地址，cmd_ctrl函数完成上述功能。

   向nandflash写完数据后，要等待一段时间，直到nandflash运行就绪，dev_ready函数用来判断nandflash是否运行就绪。

   nand_scan函数用来填充nand_chip结构体和mtd_info结构体。主要操作如图2-6所示:    

   

   图2-7 nand_scan函数

   nand_register函数调用核心层提供的函数add_mtd_device函数将MTD加入到MTD核心层(mtd_table数组中),这样nandflash就被封装成了MTD设备。

   2.3.2MTD设备挂载到yaffs2文件系统

   yaffs_dev结构体表示了yaffs2文件系统的一个分区。这里面封装了对nand分区的参数、nand硬件信息以及mtd_info结构体下的操作函数，mini2440的驱动中将nand分成了两个区，一个是boot区，主要存放设备固件及一些常用配置文件；一个是comm区，主要存放通用文件。如图2-7所示：

   

   图2-8 yaffs2分区

   对yaffs_dev填充，如图2-9所示:

   

   图2-9 yaffs_dev封装

    

   封装好之后只需执行下面三个函数数，即可完成挂载,如图2-10所示。

   

   图2-10 分区挂载

   注意:yaffs文件系统的分区在驱动里已经分好，不能再用fdisk再进行分区。

   3.参考资料

   SylixOS应用开发手册

本文出自 “11614185” 博客，请务必保留此出处http://11624185.blog.51cto.com/11614185/1895194

SylixOS nand驱动框架理解