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LPC1788 nand驱动
Lpc
1788自带有emc接口用于驱动nandflash,norflash,sdram设备,对于nandflash驱动因为配置简单,时序也简单
首先,针对nandflash而言应当在系统中有三个地址,分别是数据读写地址,命令读写地址以及地址设置地址,这三个地址都需要更具电路图设置,电路图如下
根据这张图可以看到,CLE地址线也就是命令锁存线为高的时候,地址为命令地址,ALE也就是地址锁存线为高,地址为地址锁存线,当CLE和ALE都为低但是CE选中的时候地址为数据地址,那CS1代表的数据地址是多少呢,需要根据1788的地址分配来判断
当CS1选中的时候系统总线在0X90000000,因为A24 A25的存在,不难分析出,0x91000000为地址锁存使能,0x92000000为命令锁存使能,(因为没有其他的地址线连接,所以,其他的地址位都设置为0),
对nandflash的操作主要有下面几种
- 单纯命令
对0x92000000直接赋予相应的命令,也就是
*0x92000000 = cmd,然后等待系统响应就可以了,有时候系统有响应,比如读取状态,读取ID等,有的没有响应,例如复位命令
对于有响应的命令,,直接等待芯片完成操作之后读取地址线数据就可以了,也就是,
Returnvalue = http://www.mamicode.com/*(0x90000000)
- 写入操作
说起写入操作,就必须要说一说nand的内部数据分区,首先,nand的数据分区是以块进行的,类似下图
也就是说,一块nandflash的实际容量的计算是块数量*页数量*主数据区域大小+(附加数据区域大小)
但是在实际工程应用中,附加数据区域是不会用来存放用户数据的,主要用来存储数据的ECC效验信息以及坏块信息,部分厂商在芯片出厂的时候会进行一次芯片完整性校验,对出厂就已经存在的坏块,会在第一页和第二页的附加数据区域存放一个数据0xff(nand flash指标只要坏块不超过40就可以买卖)
针对我使用的nand,块数量为1024 页数量为64,主数据区域存放2048byte数据
,所以用户实际可使用的空间为128mBYTE,但是存储设备一般用bit做单位,也就是1GBIT
对nandflash进行读取的时候,写入一个三十二位的地址,这个地址里面包括了几个数据
- 要读写的块是哪一个块
- 要读写的页是哪一页
- 要读写的数据位于一页中的哪一个字节
- 最后合成地址
地址的低16位为数据页内地址,高16位为块和页的地址(注意,这个计算出的地址还得加上基础地址0x90000000)
写入的过程,nandflash一个读出命令分为两个字节,先发送第一个字节的命令,然后写入32位的地址,然后写入读取命令的第二个字节,接下来读取数据(注意,读取数据是以页为单位进行的,当读取到页尾的时候就不能在进行读取了,要从新写入地址)
- 写入操作
Nandflash有一个特性就是擦除必须以块为单位,写入必须以页为单位,同时,写入的过程中他只能将数据从0变成1,不能将数据从1编程0(只有擦除才能将数据从1变成0),所以我们变成的时候必须保证要写的这一页必须是已经擦除过,里面的数据都是0才能保证我们写入的数据被接受,若是没有擦除过的数据,写入数据之后必然会失败
写入的时候同样是32位地址,其中,页内相对地址为0,只需要块地址和页地址,先写入编程命令1,在写入32位地址,在写入编程命令2,接着写入页空间大小的数据,编程完成
以上就是nand的读些过程,当然,lpc1788还需要配置之后才能使用emc的接口,过程如下
- 设置相应的IO口功能,使相应的IO口对应emc
- 打开emc的时钟
- 设置几个重要的参数…总线位宽,总线有效电平,还有一些时间配置参数
片选到写使能的延迟时间
片选到数据输出使能的延时时间
片选到写入的延时
顺序读取的时候每一次读取之间的延时
设置好这些参数之后稍微延时一会,就能进行nand的操作了
代码如下
#ifndef __NANDFLASH_H_#define __NANDFLASH_H_#include "common.h"#include "debugserial.h"#include "delay.h"//nand flash 使用cs1//reday/busy p2.21//ale p5.1//cle p5.0//we p4.25//oe p4.24 //ce p4.27//命令地址#define K9F1G_CLE ((volatile uint8_t *)0x92000000) //命令锁存使能地址#define K9F1G_ALE ((volatile uint8_t *)0x91000000) //地址锁存使能地址#define K9F1G_DATA ((volatile uint8_t *)0x90000000) //数据地址//nand 命令列表#define K9FXX_READ_1 0x00 //读数据第一个周期命令#define K9FXX_READ_2 0x30 //读数据第二个周期命令#define K9FXX_READ_COPYBACK_1 0x00 //读取数据用于copyback#define K9FXX_READ_COPYBACK_2 0x35 //copy back指令2#define K9FXX_READ_ID 0x90 //读取ID#define K9FXX_RESET 0xFF //复位#define K9FXX_BLOCK_PROGRAM_1 0x80 //页编程第一周期指令#define K9FXX_BLOCK_PROGRAM_2 0x10 //页编程第二周期地址#define K9FXX_BLOCK_ERASE_1 0x60 //块擦除第一周期命令#define K9FXX_BLOCK_ERASE_2 0xD0 //块擦除第二周期命令#define K9FXX_READ_STATUS 0x70 //读状态 70H//芯片ID#define K9FXX_ID 0xF1009540 /* Byte 3 and 2 only *///nand状态#define K9FXX_BUSY (1 << 6)#define K9FXX_OK (1 << 0)//相关定义#define NANDFLASH_BASE_ADDR 0x00000000 //起始地址#define NANDFLASH_NUMOF_BLOCK 1024 //nand一共拥有的块数量#define NANDFLASH_RW_PAGE_SIZE 2048 // 每页2048个存储字节#define NANDFLASH_SPARE_SIZE 64 //每页64个spare的备用空间(用于页数据的ECC校验和存放)#define NANDFLASH_PAGE_PER_BLOCK 64 //一个块的中page数量#define NANDFLASH_PAGE_FSIZE (NANDFLASH_RW_PAGE_SIZE + NANDFLASH_SPARE_SIZE)//每一页的实际大小(byte)#define NANDFLASH_BLOCK_RWSIZE (NANDFLASH_RW_PAGE_SIZE * NANDFLASH_PAGE_PER_BLOCK)//每一页可读取的空间#define NANDFLASH_BLOCK_FSIZE (NANDFLASH_PAGE_FSIZE * NANDFLASH_PAGE_PER_BLOCK)//实际上每一页的空间//可读取空间 = 2048(一页存储字节)*64(页数量)*1024(块数量) = 128MB//实际空间 = (2048+64)*64 * 1024 = 132 MB#define NANDFLASH_INVALIDBLOCK_CHECK_COLUMM (2048)//支持块校验数#define NAND_WAIT_BUSY_MAX_TIME 100 //MS 等待响应时间void nand_init(void);void nand_reset(void);u8 nand_wait_ready(void);u32 nand_read_id(void);u8 nand_read_status(u32 cmd);u8 nand_block_erase(u32 block_num);u8 nand_page_program(u32 blocknum,u32 pagenum,u8* buffer);u8 nand_check(void);u8 nand_page_read(u32 pagenum,u32 blocknum,u8* buffer);u32 nand_page_read_from_begin(u32 block,u32 page,u8* buffer);u32 nand_page_read_from_addr(u32 blocknum,u32 pagenum,u32 addrinpage,u8* buffer,u32 readsize);u32 nand_read_form_addr(u32 addrInWholeNand,u8* buffer,u32 size);#endif#include "nandflash.h"/*********************************************************************//** * 获取相应的io配置寄存器指针 **********************************************************************/static u32 * PIN_GetPointer(u8 portnum, u8 pinnum){ u32 *pPIN = NULL; pPIN = (u32 *)(LPC_IOCON_BASE + ((portnum * 32 + pinnum)*sizeof(u32))); return pPIN;}/*********************************************************************//** *配置IO口功能 **********************************************************************/static void PINSEL_ConfigPin ( u8 portnum, u8 pinnum, u8 funcnum){ u32 *pPIN = NULL; pPIN = PIN_GetPointer(portnum, pinnum); *pPIN &= 0x00000007;//Clear function bits *pPIN |= funcnum;}//初始化nand接口,主要是初始化IO口以及初始化EMC外设void nand_init(){ LPC_SC->SCS |= (1<<0);//emc地址不移位 //打开emc时钟与端口时钟 LPC_SC->PCONP |= (1<<15)|(1<<11);//打开时钟 LPC_SC->EMCDLYCTL = 0x00001010;//延时时间初始化 LPC_EMC->Control = 0x00000001;//emc使能 LPC_EMC->Config = 0x00000000;//emc配置清零,小端模式 //我们选用的nand使用的外部引脚主要有 //P3.0-P3.7 P5.0 P5.1 P4.24 P4.25 P4.31 P2.21 //配置IO寄存器 //d0--d7 PINSEL_ConfigPin(3,0,1); PINSEL_ConfigPin(3,1,1); PINSEL_ConfigPin(3,2,1); PINSEL_ConfigPin(3,3,1); PINSEL_ConfigPin(3,4,1); PINSEL_ConfigPin(3,5,1); PINSEL_ConfigPin(3,6,1); PINSEL_ConfigPin(3,7,1); //cle ale PINSEL_ConfigPin(5,0,1); PINSEL_ConfigPin(5,1,1); PINSEL_ConfigPin(4,24,1);//OE PINSEL_ConfigPin(4,25,1);//WE PINSEL_ConfigPin(4,31,1);//CS1 //初始化忙引脚为输入模式 PINSEL_ConfigPin(2,21,0); P2dir(21) = 0; LPC_EMC->Control = (1<<0)|(1<<1);//使能emc并复位存储器映射 LPC_EMC->StaticConfig1 &= ~(3<<0); //设置总线宽度八位 LPC_EMC->StaticConfig1 |= (1<<7); //设置读写有效电平,读为低电平 LPC_EMC->StaticWaitWen1 &= ~(7<<0); LPC_EMC->StaticWaitWen1 |= (2<<0);//设置片选到写使能的延时时间 LPC_EMC->StaticWaitOen1 &= ~(7<<0); LPC_EMC->StaticWaitOen1 |= (2<<0);//设置片选到输出使能的延时 LPC_EMC->StaticWaitWr1 &= ~(0x1f<<0); LPC_EMC->StaticWaitWr1 |= (0x1f<<0);//设置片选到写入的延时 LPC_EMC->StaticWaitPage1 &= ~(0x1f<<0); LPC_EMC->StaticWaitPage1 |= (0x1f<<0);//设置读模式顺序存取延时 LPC_EMC->StaticWaitRd1 &= ~(0x1f<<0); LPC_EMC->StaticWaitRd1 |= (0x1f<<0);//设置片选到读取的延时 LPC_EMC->StaticWaitTurn1 &= ~(0x1f<<0); LPC_EMC->StaticWaitTurn1 |= (0x1f<<0);//设置总线周转周期 DelayMs(2);}//nand复位void nand_reset(){ volatile u8 *pCLE; /* Reset NAND FLASH through NAND FLASH command */ pCLE = K9F1G_CLE; *pCLE = K9FXX_RESET; DelayMs(2); return;}//等待nand不忙u8 nand_wait_ready(){ u8 waitTime = 0; while(P2in(21) == 1) /* 等待他为高,说明我们的操作正在进行 */ { waitTime++; DelayUs(1); if(waitTime > NAND_WAIT_BUSY_MAX_TIME) return 1; } waitTime = 0; while(!(P2in(21) == 1)) /* 等待他为低,说明操作已经完成 */ { waitTime++; DelayUs(1); if(waitTime > NAND_WAIT_BUSY_MAX_TIME) return 1; } return 0;}//读取nand idu32 nand_read_id(){ u8 b, c, d, e; volatile u8 *pCLE; volatile u8 *pALE; volatile u8 *pDATA; pCLE = K9F1G_CLE; pALE = K9F1G_ALE; pDATA = K9F1G_DATA; *pCLE = K9FXX_READ_ID; *pALE = 0; b = *pDATA;//伪读取 无效 b = *pDATA; c = *pDATA; d = *pDATA; e = *pDATA; return ((b << 24) | (c << 16) | (d << 8) | e);}//读取nand状态u8 nand_read_status(u32 cmd){ volatile u8 *pCLE; volatile u8 *pDATA; u8 waitTime = 0; //等待时间 u8 StatusData; pCLE = K9F1G_CLE; pDATA = K9F1G_DATA; *pCLE = K9FXX_READ_STATUS; while ( (*pDATA & 0xC0) != 0xC0 ) //等待芯片ready并且无保护(失败应当有错误处理,暂时没做) { waitTime++; DelayUs(1); if(waitTime > NAND_WAIT_BUSY_MAX_TIME) return 1; } StatusData = *pDATA; switch (cmd) { case K9FXX_BLOCK_PROGRAM_1://编程或擦除的第二个指令 case K9FXX_BLOCK_ERASE_1: if (StatusData & 0x01) /* Erase/Program failure(1) or pass(0) */ return 1; else return 0; case K9FXX_READ_1: /* bit 5 and 6, Read busy(0) or ready(1) */ return 0; default: break; } return(1);}//块擦除nandu8 nand_block_erase(u32 block_num){ volatile u8 *pCLE; volatile u8 *pALE; u32 rowAddr; pCLE = K9F1G_CLE; pALE = K9F1G_ALE; //计算地址 rowAddr = (NANDFLASH_BASE_ADDR + block_num * NANDFLASH_BLOCK_FSIZE);//得到块基地址 rowAddr = rowAddr - (rowAddr % NANDFLASH_BLOCK_FSIZE);//得到块偏移地址(页地址) *pCLE = K9FXX_BLOCK_ERASE_1; *pALE = (u8)(rowAddr & 0x00FF); /* column address low */ *pALE = (u8)((rowAddr & 0xFF00) >> 8); /* column address high */ *pCLE = K9FXX_BLOCK_ERASE_2;//擦除数据 nand_wait_ready(); return(nand_read_status(K9FXX_BLOCK_ERASE_1));}//每次至少写入2048字节 nand指定页编程 注意,编程之前需要先擦除的u8 nand_page_program(u32 blocknum,u32 pagenum,u8* buffer){ volatile u8 *pCLE; volatile u8 *pALE; volatile u8 *pDATA; u32 i, curAddr, curColumm; pCLE = K9F1G_CLE; pALE = K9F1G_ALE; pDATA = K9F1G_DATA; curAddr = NANDFLASH_BASE_ADDR + blocknum * NANDFLASH_BLOCK_FSIZE + pagenum * NANDFLASH_PAGE_FSIZE; curColumm = curAddr % NANDFLASH_PAGE_FSIZE; curAddr -= curColumm;//得到具体地址 *pCLE = K9FXX_BLOCK_PROGRAM_1;//编程命令1 *pALE = (u8)(curColumm & 0x000000FF); /* column address low */ *pALE = (u8)((curColumm & 0x00000F00) >> 8); /* column address high */ *pALE = (u8)((curAddr & 0x00FF0000) >> 16); /* row address low */ *pALE = (u8)((curAddr & 0xFF000000) >> 24); /* row address high */ //Not write to spare area for the NandFlash valid block checking for ( i = 0; i < NANDFLASH_RW_PAGE_SIZE; i++ ) { *pDATA = http://www.mamicode.com/*buffer++; } *pCLE = K9FXX_BLOCK_PROGRAM_2;//编程命令2 nand_wait_ready(); return( nand_read_status( K9FXX_BLOCK_PROGRAM_1 ) );//读取编程结果}//nand读取任意地址(慎用) 这个地址包含了附加数据地址 返回实际读取数据量u32 nand_read_form_addr(u32 addrInWholeNand,u8* buffer,u32 size){ volatile u8 *pCLE; volatile u8 *pALE; volatile u8 *pDATA; u32 i, curColumm, curRow; i = 0; pCLE = K9F1G_CLE; pALE = K9F1G_ALE; pDATA = K9F1G_DATA; curColumm = addrInWholeNand % NANDFLASH_PAGE_FSIZE; curRow = addrInWholeNand - curColumm; *pCLE = K9FXX_READ_1; *pALE = (u8)(curColumm & 0x000000FF); /* column address low */ *pALE = (u8)((curColumm & 0x00000F00) >> 8); /* column address high */ *pALE = (u8)((curRow & 0x00FF0000) >> 16); /* row address low */ *pALE = (u8)((curRow & 0xFF000000) >> 24); /* row address high */ *pCLE = K9FXX_READ_2; nand_wait_ready(); for ( i = 0; i < (NANDFLASH_PAGE_FSIZE - curColumm); i++ ) { *buffer = *pDATA; buffer++; if((i + 1) >= size) break; } return i;}//nand读取指定页数据,数据长度不能大于2048-addrinpageu32 nand_page_read_from_addr(u32 blocknum,u32 pagenum,u32 addrinpage,u8* buffer,u32 readsize){ u32 curAddr = 0; curAddr += NANDFLASH_BASE_ADDR + blocknum * NANDFLASH_BLOCK_FSIZE; curAddr += pagenum * NANDFLASH_PAGE_FSIZE; curAddr += addrinpage; return (nand_read_form_addr(curAddr, buffer, readsize));}//nand读取指定的页码全部数据,数据数量为 2048+32u32 nand_page_read_from_begin(u32 block,u32 page,u8* buffer){ return (nand_page_read_from_addr(block, page, 0, buffer, NANDFLASH_PAGE_FSIZE));}//nand读取指定页吗全部数据u8 nand_page_read(u32 blocknum,u32 pagenum,u8* buffer){ return (nand_page_read_from_begin(blocknum,pagenum,buffer) != 0);}//nand检查,每次检查每个bloak的前两个page,检查最后一个字节是不是0xffu8 nand_check(void){ u32 invailedBlock = 0; u8 temp = 0; u16 i = 0; for(i = 0; i < NANDFLASH_NUMOF_BLOCK;i++) { nand_page_read_from_addr(i,0,2048,&temp,1); if(temp == 0xff) { invailedBlock++; continue; } nand_page_read_from_addr(i,1,2048,&temp,1); if(temp == 0xff) { invailedBlock++; } } return (u8)invailedBlock;}
LPC1788 nand驱动
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