韦一之Nor flash和Nand flash读写（015-016课）

编程入门行业动态更新时间:2024-10-25 14:31:28

插:网络上有2440中文手册，看起来挺方便。

Nor和Nand flash概述

nor flash不可以直接写，否则就跟内存一样了，上面的程序很容易被破坏。
但是读nor就和读内存一样，发出地址直接读就行了。

nand的接线少，数据线上既传输命令又传输数据还传输地址！
nor和nand都是不能直接写的，要发出一定的命令。
nor贵且容量小，为什么还用呢？
优点就是无位反转和坏块，如果要高可靠性地存储程序，尤其是重要的需要稳定的程序，错一点都不行的，一般就用nor。
海量数据用nand存储，比如视频监控的信息。
手机里面都是用的nand，现在技术好了，位反转和坏块出现的几率也小了。万一真的出现了，重新刷个固件也就好了。

Nor Flash支持XIP，即代码可以直接在Nor Flash上执行，无需复制到内存中。这是由于NorF lash的接口与RAM完全相同，可以随机访问任意地址的数据。Nor Flash进行读操作的效率非常高，但是擦除和写操作的效率很低，另外，Nor Flash的容量一般比较小。NAND Flash进行擦除和写操作的效率更高，并且容量更大。一般而言，Nor Flash用于存储程序，NAND Flash用于存储数据。基于NAND Flash的设备通常也要搭配Nor Flash以存储程字。
cpu可以直接从nor上面读取指令执行，但是nand就得把程序弄到sram中了，不过这个是2440帮我们做好的，不用管，自动拷贝4K到片内内存SRAM。

Flash存储器件由擦除单元（也称为块）组成，当要写某个块时，需要确保这个块己经
被擦除。Nor Flash的块大小范围为64kB、128kB：NAND Flash的块大小范围为8kB，64kB，擦/写一个Nor Flash块需4s，而擦／写一个NAND Flash块仅需2ms。Nor Flash的块太大，不仅增加了擦写时间，对于给定的写操作，Nor Flash也需要更多的擦除操作——特别是小文件，比如一个文件只有IkB，但是为了保存它却需要擦除人小为64kB—128kB的Nor Flash块。

Nor Flash的接口与RAM完全相同，可以随意访问任意地址的数据。而NAND Flash的
接口仅仅包含几个I/O引脚，需要串行地访问。NAND Flash一般以512字节为单位进行读写。这使得Nor Flash适合于运行程序，而NAND Flash更适合于存储数据。

容量相同的情况下，NAND Flash的体积更小，对于空间有严格要求的系统，NAND Flash可以节省更多空间。市场上Nor Flash的容量通常为IMB~4MB(也有32MB的Nor Flash)，NAND Flash的容量为8MB~512MB。容量的差别也使得Nor Flash多用于存储程序，NAND Flash多用于存储数据。

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Flash器件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），而NAND Flash出现的概率远大于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。在NAND Flash上发生位反转的概率史高，推荐使用EDC/ECC进行错误检测和恢复。NAND Flash上面会有坏块随机分布在使用前需要将坏块扫描出来，确保不再使用它们，否则会使产品含有严重的故障。NAND Flash每块的可擦除次数通常在100000次左右，是Nor Flash的10倍。另外，因为NAND Flash的块大小通常是NorF lash的1/8，所以NAND Flash的寿命远远超过Nor Flash。

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常用yaffs文件系统。在更底层，有MTD驱动程序实现对它们的读、写、擦除操仵，它也实现了EDC/ECC校验。

Nand Flash只有8个I/O引脚的好处：

减少外围引脚
提高系统的可扩展性，因为没有像其他设备一样用物理大小对应的完全数目的addr引脚，在芯片内部换了芯片的大小等的改动，对于用全部的地址addr的引脚，那么就会引起这些引脚数目的增加，比如容量扩大一倍，地址空间/寻址空间扩大一倍，所以，地址线数目/addr引脚数目，就要多加一个，而对于统一用8个I/O的引脚的Nand Flash，由于对外提供的都是统一的8个引脚，内部的芯片大小的变化或者其他的变化，对于外部使用者(比如编写nand flash驱动的人)来说，不需要关心，只是保证新的芯片，还是遵循同样的接口，同样的时序，同样的命令，就可以了。这样就提高了系统的扩展性。

nor flash不需要初始化，但是nand flash需要！详情见nand初始化章节！

补：
sdram需要初始化才能读写，实际是配置些寄存器满足时序。
nor flash呢？
要读些nor flash也是要配置寄存器满足时序的，我们前面的代码中都没有配置，因为nor只需要配置bank0的寄存器，只有两个需要设置，默认值却都可以工作，所以没有配置。
而是直接可读： volatile unsigned short *p = (volatile unsigned short *)(base + offset); return *p;
（寄存器配置见内存控制器章节，nor和sdram同属于内存控制器管理，用一套寄存器。只不过sdram寄存器设置更复杂，需要专门初始化用来配置时序）
但是我们的代码放在nor可以直接启动，貌似xip片内执行代码就不需要配置时序了？？？？？？
（可能也是因为不需要配置就可以读吧，毕竟CPU也是要从nor中读取指令运行的。）

eXecute In Place，即芯片内执行，指应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。flash内执行是指nor flash 不需要初始化，可以直接在flash内执行代码。但往往只执行部分代码，比如初始化RAM.
（注：片内执行不是说程序在存储器内执行哦，CPU的基本功能就是取指、译码和执行。norflash能在芯片内执行，就是指CPU的取指模块能够直接从norflash中把指令取出来，供后面的译码和执行模块使用。）

那么为什么norflash可以实现XIP，而nandflash就不可以呢？
芯片内执行主要是是看芯片可不可以线性存储代码（假如硬件支持芯片接口），只要能保证芯片的存储空间是线性的（也就是无坏块），都可以片上执行
在读取Flash时候，容易出现“位翻转（bitconvert）
在Flash的位翻转（一个bit位发生翻转）现象上，NAND的出现几率要比NorFlash大得多。这个问题在Flash存储关键文件时是致命的，所以在使用NandFlash时建议同时使用EDC/ECC等校验算法。 ”
但是，如果能保证不出错，也还是可以进行XIP，可以在其上执行代码的：
“所谓XIP,就是CODE是在FLASH上直接运行. NANDFLASH只是不适合做XIP,但并不是不能做XIP“

用Uboot操作Nor Flash查看其特性

（下文中有uboot操作nand，跟nor不同，值得关注。nor是直接操作内存，nand是操作寄存器，因为nand时序复杂，有自己的控制器方便操作。对uboot而言，还是差不多的）

uboot有命令可以访问内存，nor又可以像内存一样访问，所有把uboot下载到nor中启动，然后就可以用UBOOT的命令读写nor了，不用编程就可以读写nor了，方便我们学习和验证nor的特征和命令格式等。比如下表：

下面我们使用u-boot来体验Nor Flash的操作(开发板设置Nor启动，进入u-boot)。
开发板一定要设为nor启动，因为nor启动时，cpu访问0开始的地址就是nor地址了。
而在nand启动的，CPU可以看到的零地址是片内内存SRAM，看不到NOR，更无法读写nor了。

首先要使用OpenJTAG烧写UBOOT到Nor Flash
OpenJTAG开发了一个工具：oflash，用它来烧写。

那么我们怎么用u-boot来操作呢？
Nor Flash手册里都会有一个命令的表格，如图：

上面的word和byte指的是，这个nor芯片（很多的Nor Flash）可以配置成位宽是16或者是8。
（word是16？！！！！！）
对于我们使用的jz2440开发板，我们的nor接了16根数据线，位宽是16，看word行就好了。

复位(reset)：往任何一个地址写入F0。

怎样读ID呢？
读ID(ReadSiliconID)：往Nor Flash的555地址写AA，再往2AA的地址写入55，再往555的地址写入90，然后就可以读数据了。通过读ADI这个地址，就可以读到DDI数据了。

ADI是什么呢？A1=0,A0=0的时候读到的是厂家ID。0/1时读出的是设备ID。
这A1,A0是什么意思呢？？？？??？？？？？？？？？？？？？
根据后面的实验，貌似是00表示0地址，01就表示地址1。不是很明白。

后面实验可以看一下读出的内容和这里是否对应。

实验1：
读数据：在u-boot上执行：md.b0（这应该就是一个读内存的指令）
结果(和我们烧进去的数据完全一样)：

这些数据就是我们烧写的uboot，在电脑上用二进制工具打开uboot.bin:

可见，内容和上面是一样的。
可以得出结论：u-boot可以像读内存一样来读nor flash。

实例2
读ID(参考Nor手册)：
往地址555H写入AAH(解锁)
往地址2AAH写入55H(解锁)
往地址555H写入90H（命令）
读0地址得到厂家ID(C2H)
读1地址得到设备ID(22DAH或225BH)
退出读ID状态：给任意地址写F0H就可以了。

容易忘记：
2440发出(555H<<1)地址，Nor Flash才能收到555H这个地址。

（其中涉及的地址的变换容易忘记做！！2440发出的地址其实就是nor需要的地址×2。）

1）.当执行过
md.w 0 1
结果(输出厂家ID)：
00000000:00c2…(00c2就是厂家ID)
2）.当执行过
md.w 2 1
结果(输出设备ID)：
00000002:2249I"(2249就是设备ID)
3）.当执行
mw.w 0 f0
就退出读ID的状态，
执行：
md.b0
结果：
00000000:17.（读到的就是Nor Flash地址·0的数据）

Nor Flash的两种规范：
两种规范，貌似就是对应两种接口。

通常内核里面要识别一个 Nor Flash 有两种方法：
① 一种是 jedec 探测，读取Flash的制造商ID和设备ID（在内核里有这个nor flash 的所有信息，换另外一款芯片时，若内核里没有这款芯片的描述，需手动添加该器件的各种参数），以确定Flash的大小和算法。
就是在内核里面事先定义一个数组，该数组里面放有不同厂家各个芯片的一些参数，探测的时候将 flash 的 ID 和数组里面的 ID 一一比较，如果发现相同的，就使用该数组的参数。
（jedec就是读ID的命令，发出命令实现识别nor，和代码中的数组信息进行匹配。老式的norflash规范都是要先读id然后跟数组比较，如果数组中没有对应的信息还得修改数组的内容使有匹配的，比较麻烦。）（貌似芯片中不带有更多信息，都靠软件数组的内容获取信息。）
（可是这里nor flash的信息又可以通过发上面表格的命令获取，貌似 jedec 探测也能获取信息呀？？？？？？？？上面表格table5中的命令是什么模式的呢？？？？好像只有最后一个是进入cfi模式呀？？？？？？？）
总结：上面表格中nor的大部分命令都是和这两个规范无关的。两种规范仅是针对如何获取某些特定描述信息而言的，（具体可以查看cfi的命令都是查询些什么）。和规范相关的只有两个命令：

查询ID，后续通过jedec规范得到那些信息。

进入cfi模式，通过后续cfi的命令查询哪些信息。

jedec规范对应的内核中的数组：

jedec 探测的优点就是简单，缺点是如果内核要支持的 flash 种类很多，这个数组就会很庞大。内核里面用 jedec 探测一个芯片时，是先通过发命令来获取 flash 的 ID，然后和数组比较，但是 flash.c 中连 ID 都是自己通过宏配置的。

② 一种是 CFI(common flash interface)探测，公共Flash接口。
用来帮助程序从Flash芯片中获取操作方式信息，就是直接发各种命令来读取芯片的信息，比如 ID、容量等，芯片本身就包含了电压有多大，容量有有多少等信息。
新的nor flash规范让nor flash去支持 CFI接口，芯片内部本身就带有各种属性，可以直接读出来。换芯片时，不需修改内核代码。
而上面的EDEC用来帮助程序读取Flash的制造商ID和设备ID（在内核里有这个nor flash 的所有信息，换另外一款芯片时，若内核里没有这款芯片的描述，需手动添加该器件的各种参数），以确定Flash的大小和算法，如果芯片不支持CFI，就需使用JEDEC了。

下面对在Nor Flash上操作，2440上操作，U-BOOT上操作cfi 探测（读取芯片信息）进行比较参考芯片手册。

往nor flash的55H地址写入98H，就会进入cfi 接口查询的模式。

…中间省略很多对应于cfi接口查询信息的命令。

往nor flash的55H地址写入98H，就会进入cfi 接口查询的模式之后，读取读地址10H就可以得到0051，读地址11H得到0052，读地址12H得到0059 （连起来其实就是cfi)
读地址27H得到容量。

实验现象：

15的十进制就是21，2的21次方=2M，所以这个nor flash就是两兆的。

读完信息，怎么退出CFI模式呢？
往任意一个地址写F0就可以了。如mw.w 0 f0
(上文中jedec模式下可以发命令读取ID和软件中数组比较。读取ID后怎么退出读ID的状态，也是任意地址写F0，如mw.w 0 f0！)

只有退出了上面这些查询的模式，才能读取nor上实际的数据的（像读内存那样）。

补充：手册表格里下面两个区域是什么意思呢？

有的norflash可以支持：前面一部分32K擦除，后面一个区域是64K为单位擦除。

用Uboot写nor flash

上面说的都是读nor，写是怎样的？
nor是不可以直接像内存一样写的！

注意，地址要选大一点，我们uboot是放在nor中的，做这个实验如果写在前面的地址会破坏uboot的。

怎样把数据写进Nor Flash进去呢？
写数据之前必须保证，要写的地址是擦除的。
因为nor的写操作只能把1写成0，0是不能写成1的。而擦除是写成全1的。
我们烧写时，如果上面的数据，不是0ffff,就是没有被擦除过，我们就要先擦出，擦除完后，才可以烧写，擦除烧写的命令可以从芯片手册里面获得。

芯片手册中命令表格查到：

下面是Nor Flash的写操作，如下表：

1).U-BOOT执行完上述指令后，0x1234，就被写到0x100000地址处，
执行：
md.w1000001
结果(1234被写进去)：
00100000:1234 4
从这里可以看出来U-BOOT的操作不是很复杂。

2）.我们再次往0x100000地址处，写入0x5678,执行如下命令，出错！！！！易错点！
mw.w aaa aa
mw.w 554 55
mw.w aaa a0
mw.w 100000 5678
查看0x100000地址处的数据
md.w 100000 1
结果：
00100000:12300.
0x100000地址处的数据不是0x5678，写操作失败，失败的原因是，原来的数据已经是0x1234不是全0xffff，再次写操作失败，(Nor Flash只有先擦出，才能烧写)。

注意擦除：

SA表示的是这个扇区地址。

Nor Flash编程，代码读写nor

上面的内容回了，这里挺简单的，视频不看了，笔记不记了。
详情参考https://blog.csdn/thisway_diy/article/details/79397638

这里部分代码挺有意思，复制过来。

最关键的基础函数，值得学习：

#define NOR_FLASH_BASE  0  /* jz2440, nor-->cs0, base addr = 0 */


/* 比如:   55H 98 
 * 本意是: 往(0 + (0x55)<<1)写入0x98
 */
void nor_write_word(unsigned int base, unsigned int offset, unsigned int val)
{
	volatile unsigned short *p = (volatile unsigned short *)(base + (offset << 1));
	*p = val;
}

/* offset是基于NOR的角度看到，往NOR Flash某个地址发送指令 */
void nor_cmd(unsigned int offset, unsigned int cmd)
{
	nor_write_word(NOR_FLASH_BASE, offset, cmd);
}

/*nor_read_word函数是从NOR Flash 读取两个字节（本开发板位宽16bit），读取数据的地址，是基于2440，所以读取NOR Flash某个地址上的数据时，需要把NOR Flash对应的地址左移一位(地址乘以2)。*/
unsigned int nor_read_word(unsigned int base, unsigned int offset)
{
	volatile unsigned short *p = (volatile unsigned short *)(base + (offset << 1));
	return *p;
}

/*读取地址中的数据
向nor_dat函数中写入NOR Flash某个地址，返回该NOR Flash地址上的数据。*/
unsigned int nor_dat(unsigned int offset)
{
	return nor_read_word(NOR_FLASH_BASE, offset);
}

//等待烧写完成 : 读数据, Q6无变化时表示结束 (参考芯片手册)，
void wait_ready(unsigned int addr)
{
	unsigned int val;
	unsigned int pre;

	pre = nor_dat(addr>>1);
	val = nor_dat(addr>>1);
	while ((val & (1<<6)) != (pre & (1<<6)))
	{
		pre = val;
		val = nor_dat(addr>>1);		
	}
}

翻看nor flash芯片手册，
发出program，数据写入命令后，怎么判断写入结束呢？

上面提到查询polling一个数据位。

toggle就是变化的意思，貌似这里如果是还在写入的过程，那么每读一次它就会变一个值。第一次读可能是0，下次读就是1。当我们两次读到Q6的值没变化的时候，就说明读写已经完成了。

下面是main直接调用的大函数，自己创建个菜单的这种格式，自己值得学一学

	void nor_flash_test(void)
233	{
234		char c;
235
236		while (1)
237		{
238			/* 打印菜单, 供我们选择测试内容 */
239			printf("[s] Scan nor flash\n\r");
240			printf("[e] Erase nor flash\n\r");
241			printf("[w] Write nor flash\n\r");
242			printf("[r] Read nor flash\n\r");
243			printf("[q] quit\n\r");
244			printf("Enter selection: ");
245
246			c = getchar();
247			printf("%c", c);
248
249			/* 测试内容:
250			 * 1. 识别nor flash
251			 * 2. 擦除nor flash某个扇区
252			 * 3. 编写某个地址
253			 * 4. 读某个地址
254			 */
255			switch (c)		 
256			{
257				case 'q':
258				case 'Q':
259					return;
260					break;
261				
262				case 's':
263				case 'S':
264					do_scan_nor_flash();
265					break;
266
267				case 'e':
268				case 'E':
269					do_erase_nor_flash();
270					break;
271
272				case 'w':
273				case 'W':
274					do_write_nor_flash();
275					break;
276
277				case 'r':
278				case 'R':
279					do_read_nor_flash();
280					break;
281				default:
282					break;
283			}
284		}
285	}

功能代码如下：

/* 进入NOR FLASH的CFI模式
 * 读取各类信息
 */
void do_scan_nor_flash(void)
{
	char str[4];
	unsigned int size;
	int regions, i;
	int region_info_base;
	int block_addr, blocks, block_size, j;
	int cnt;

	int vendor, device;
	
	/* 打印厂家ID、设备ID */
	nor_cmd(0x555, 0xaa);    /* 解锁 */
	nor_cmd(0x2aa, 0x55); 
	nor_cmd(0x555, 0x90);    /* read id */
	vendor = nor_dat(0);
	device = nor_dat(1);
	nor_cmd(0, 0xf0);        /* reset */
	
	nor_cmd(0x55, 0x98);  /* 进入cfi模式 */

	str[0] = nor_dat(0x10);
	str[1] = nor_dat(0x11);
	str[2] = nor_dat(0x12);
	str[3] = '\0';
	printf("str = %s\n\r", str);

	/* 打印容量 */
	size = 1<<(nor_dat(0x27));
	printf("vendor id = 0x%x, device id = 0x%x, nor size = 0x%x, %dM\n\r", vendor, device, size, size/(1024*1024));

	/* 打印各个扇区的起始地址 */
	/* 名词解释:
	 *    erase block region : 里面含有1个或多个block, 它们的大小一样
	 * 一个nor flash含有1个或多个region
	 * 一个region含有1个或多个block(扇区)

	 * Erase block region information:
	 *    前2字节+1    : 表示该region有多少个block 
	 *    后2字节*256  : 表示block的大小
	 */

	regions = nor_dat(0x2c);
	region_info_base = 0x2d;
	block_addr = 0;
	printf("Block/Sector start Address:\n\r");
	cnt = 0;
	for (i = 0; i < regions; i++)
	{
		blocks = 1 + nor_dat(region_info_base) + (nor_dat(region_info_base+1)<<8);
		block_size = 256 * (nor_dat(region_info_base+2) + (nor_dat(region_info_base+3)<<8));
		region_info_base += 4;

//		printf("\n\rregion %d, blocks = %d, block_size = 0x%x, block_addr = 0x%x\n\r", i, blocks, block_size, block_addr);

		for (j = 0; j < blocks; j++)
		{
			/* 打印每个block的起始地址 */
			//printf("0x%08x ", block_addr);
			printHex(block_addr);
			putchar(' ');
			cnt++;
			block_addr += block_size;
			if (cnt % 5 == 0)
				printf("\n\r");
		}
	}
	printf("\n\r");
	/* 退出CFI模式 */
	nor_cmd(0, 0xf0);
}

void do_erase_nor_flash(void)
{
	unsigned int addr;
	
	/* 获得地址 */
	printf("Enter the address of sector to erase: ");
	addr = get_uint();

	printf("erasing ...\n\r");
	nor_cmd(0x555, 0xaa);    /* 解锁 */
	nor_cmd(0x2aa, 0x55); 
	nor_cmd(0x555, 0x80);	 /* erase sector */
	
	nor_cmd(0x555, 0xaa);    /* 解锁 */
	nor_cmd(0x2aa, 0x55); 
	nor_cmd(addr>>1, 0x30);	 /* 发出扇区地址 */
	wait_ready(addr);
}

/*开发板上的NOR Flash的位宽是16bit,所以可以把要写的数据构造出16bit然后在写进NOR Flash中。*/
void do_write_nor_flash(void)
{
	unsigned int addr;
	unsigned char str[100];
	int i, j;
	unsigned int val;
	
	/* 获得地址 */
	printf("Enter the address of sector to write: ");
	addr = get_uint();

	printf("Enter the string to write: ");
	gets(str);

	printf("writing ...\n\r");

	/* str[0],str[1]==>16bit 
	 * str[2],str[3]==>16bit 
	 */
	i = 0;
	j = 1;
	while (str[i] && str[j])
	{
		val = str[i] + (str[j]<<8);
		
		/* 烧写 */
		nor_cmd(0x555, 0xaa);	 /* 解锁 */
		nor_cmd(0x2aa, 0x55); 
		nor_cmd(0x555, 0xa0);	 /* program */
		nor_cmd(addr>>1, val);
		/* 等待烧写完成 : 读数据, Q6无变化时表示结束 */
		wait_ready(addr);

		i += 2;
		j += 2;
		addr += 2;
	}

	val = str[i];
	/* 烧写 */
	nor_cmd(0x555, 0xaa);	 /* 解锁 */
	nor_cmd(0x2aa, 0x55); 
	nor_cmd(0x555, 0xa0);	 /* program */
	nor_cmd(addr>>1, val);
	/* 等待烧写完成 : 读数据, Q6无变化时表示结束 */
	wait_ready(addr);
}
void do_read_nor_flash(void)
{
	unsigned int addr;
	volatile unsigned char *p;
	int i, j;
	unsigned char c;
	unsigned char str[16];
	
	/* 获得地址 */
	printf("Enter the address to read: ");
	addr = get_uint();

	p = (volatile unsigned char *)addr;

	printf("Data : \n\r");
	/* 长度固定为64 */
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		/* 每行打印16个数据 */
		for (j = 0; j < 16; j++)
		{
			/* 先打印数值 */
			c = *p++;
			str[j] = c;
			printf("%02x ", c);
		}

		printf("   ; ");

		for (j = 0; j < 16; j++)
		{
			/* 后打印字符 */
			if (str[j] < 0x20 || str[j] > 0x7e)  /* 不可视字符 */
				putchar('.');
			else
				putchar(str[j]);
		}
/*输出的字符是否为不可视字符，要是为不可视字符输出点’.’,要是可视字符输出字符。*/
		printf("\n\r");
	}
}

NAND_FLASH操作原理

原理图：

八根数据线，其余的引脚什么意思呢？
当ALE为高电平时数据线上传输的是地址，低电平是传输的是数据。

对于一个引脚定义，有些字母上面带一横杠的，或者在字母后面加“＃”，或者字母前面有个n，那都是数字电路中说明此引脚/信号是低电平有效的。否则都是高电平有效。

Nand Flash只有8个I/O引脚的好处：

减少外围引脚：相对于并口(Parellel)的Nor Flash的48或52个引脚来说，的确是大大减小了引脚数目，这样封装后的芯片体积，就小很多。现在芯片在向体积更小，功能更强，功耗更低发展，减小芯片体积，就是很大的优势。同时，减少芯片接口，也意味着使用此芯片的相关的外围电路会更简化，避免了繁琐的硬件连线。
提高系统的可扩展性，因为没有像其他设备一样用物理大小对应的完全数目的addr引脚，在芯片内部换了芯片的大小等的改动，对于用全部的地址addr的引脚，那么就会引起这些引脚数目的增加，比如容量扩大一倍，地址空间/寻址空间扩大一倍，所以，地址线数目/addr引脚数目，就要多加一个，而对于统一用8个I/O的引脚的Nand Flash，由于对外提供的都是统一的8个引脚，内部的芯片大小的变化或者其他的变化，对于外部使用者(比如编写nand flash驱动的人)来说，不需要关心，只是保证新的芯片，还是遵循同样的接口，同样的时序，同样的命令，就可以了。这样就提高了系统的扩展性。

NAND FLASH是一个存储芯片
那么: 这样的操作很合理”读地址A的数据，把数据B写到地址A”。
原理图上NAND FLASH和S3C2440之间只有数据线，怎么传输地址？
复用！在DATA0～DATA7上既传输数据，又传输地址。（对NAND FLASH的操作还需要发出命令，所以数据线上还传输命令）。
当ALE为高电平时传输的是地址，当CLE为高电平时传输的是命令。当ALE和CLE都为低电平时传输的是数据。

怎么操作NAND FLASH呢？
根据NAND FLASH的芯片手册，一般的过程是：
发出命令
发出地址
发出数据/读数据

命令表格：

时序图解析：
① 8条数据线上发出90h这个值（命令），怎么知道他是命令呢？这时候芯片是选中的，CLE是高电平，WE来一个写脉冲，nand收会把90这个值存进去，而且他知道了这是个命令。
② 发00h地址。
③ 剩下的就是数据出来了，可以读了。第一个字节是EC字符，然后就是设备ID。

NAND FLASH控制器，帮我们简化了对NAND FLASH的操作，下面来分析一下不使用NAND FLASH控制器和使用NAND FLASH控制器对外设NAND FLASH的操作。
一句话，有了控制器，我们不用管时序了，给寄存器进行操作就OK了！
注意！！易错点：一个与我想象不一样的地方：我以为是把一个32位的地址值给地址寄存器，他就会按照时序分多次在数据线上传出去。
实际不是的。地址寄存器和命令寄存器都是低八位有效的，尤其是地址寄存器要注意！！！！
我们在读写nand的时候，还是需要看读写的时序图，按照时序图的要求把地址按照一个字节一个字节的传出去！！！！！并不是地址一次性给地址寄存器就不用管了的！！！！！
我们想要读某个地址，就得需要确定在哪一行page(row)，在哪一列col(0~2047)。从NAND FLASH的地址周期中可以看出来，先发出2个col(列地址)，（每次只能发8位，两次凑个16位）。再发出3个(Row)行地址。
这也不是我自己想当然的那样的，详情还是得参考nand读写的章节！！！！！

用UBOOT来体验NAND FLASH的操作

值得关注，uboot操作nand flash就是操作寄存器。
注意是在uboot中操作，开发板上不要进到启动内核里。

一、读ID：

操作：                   S3C2440                 u-boot 
选中                     NFCONT的bit1设为0   md.l 0x4E000004 1; mw.l 0x4E000004  1
（md表示读出内存/寄存器，1表示读一次，然后我们要修改数据！！！再mw.l写进去）
发出命令0x90             NFCMMD=0x90         mw.b 0x4E000008 0x90 
发出地址0x00             NFADDR=0x00         mw.b 0x4E00000C 0x00
读数据得到0xEC           val=NFDATA          md.b 0x4E000010 1
读数据得到device code    val=NFDATA          md.b 0x4E000010 1
          0xda
退出读ID的状态           NFCMMD=0xff         mw.b 0x4E000008 0xff

md: memory display
mw: memory write
md.l是因为这个寄存器是个四字节长度的！！！！
b:8位
w:16位
l:32位（默认值）
后面为什么用mw.b呢？？？难道寄存器是8位？

UBOOT中所有的数据都认为是16进制的，所以加不加0x都一样的。
小端模式（little endian），简单记忆：低低模式，即低位在低地址。

二、读数据
uboot功能强大，本来内部就有nand的操作函数。相应，也提供了命令直接供我们查看nand的数据。

而我们用寄存器操作一样可以读出这些数据。

读写nand也要看时序图的，不过关注点不是引脚电平变换，而主要是发送的顺序：

对于存储为256M的NAND FLASH，需要28条地址线，来表示这个地址值，根据原理图可以，只用8根地址线，所以需要4个周期的地址，为了兼容更大容量的NAND FLASH，要发出5个周期的地址！！！！！
我们不用管别的引脚时序，但是必须手动给寄存器赋值五次，发出五次地址！！！！！！（寄存器只有第八位有效）。

NandFlash时序及初始化

nor flash不需要初始化，但是nand flash需要。

NAND FLASH控制器的时序，是为了让NAND FLASH外设工作起来，假如外接不同的NAND FLASH外设，那么它的操作时序可能就会不同，所以NAND FLASH控制器发出的时序图，就是不一样的，所以我们根据NAND FLASH外设来设置NAND FLASH控制器。

我们在读写时直接操作寄存器，而不用管we那些引脚在读写时的变化。是有前提的，就是我们初始化了nand控制器，把时序反映到了寄存器的配置中。

（nand的读写一般是一个页为单位。一个块一般是64个页）
必须一个页读写吗？？？？？？？？？？？？？？最小单位了吗？？？？？
好像是可以读取到字节的，后面nand读写章节介绍了。读的时候要指定想读取的地址所在的页以及偏移，而不是直接使用一个从0排到FFFFFFFF那样的地址！！！！

识别ID这个步骤有战略意义，如果成功的话，说明我们初始化是正确的，而且nand是可以工作的。

左上是2440nand flash的时序图，上面涉及的时间在手册里搜索，可以找到是在坐下的寄存器里面设置。
右上是芯片命令锁存周期图。右下是针对右上的时间的说明。
这些图怎么看呢？
2440的TACLS这个时间就对应芯片的Tcls-Twp这个时间！从芯片中可以计算出这里可以是0，说明CLE和nWE可以同时发出。

编程实现nand读写

视频没看，没有什么要补充。
全部参考韦东山老师博客即可：https://blog.csdn/thisway_diy/article/details/79397811。
韦老师威武！

提取重点须知。
一、
我们一般先操作片选使能，只有片选使能之后才能进行后边的操作，**片选使能也是通过寄存器操作的！！**虽然有引脚直接接了CE#(nCE)，chip enable。

void nand_select(void)
{
    /*使能片选*/
    NFCONT &=~(1<<1);
}

二、
发命令的函数，和发地址的函数代码如下：

void nand_cmd(unsigned char cmd)
{
    volatile int i;
    NFCCMD = cmd;
    for(i=0; i<10; i++);
}

void nand_addr_byte(unsigned char addr)
{
    volatile int i;
    NFADDR = addr;
    for(i=0; i<10; i++);
}

接下来就可以读取数据了，数据可以直接通过读取NFDATA寄存器里面数据来获得数据，根据时序图，是读5个字节的数据，代码如下：

unsigned char nand_data(void)
{//这是读取一次的，每次只能读取一个字节！！！！！得按照时序图中的要求读一定的次数。
    return  NFDATA;
}

所以真正读取是这样的：


	buf[0] = nand_data();
    buf[1] = nand_data();   
    buf[2] = nand_data();
    buf[3] = nand_data();
    buf[4] = nand_data();

三、

问：CPU想读取，第2048个数据，它是哪以一个？
答：是Page1的第0个字节。CPU使用某个地址访问数据的时候，是在页数据空间来寻址的，根本就看不到oob区。

读NAND FLASH步骤：(从程序的角度来说)，我们需要先发出00命令再发出5个周期的地址，再发出30命令，然后就可以读数据了。比如：我想访问某个地址的数据，需要确定在哪一行page(row)，在哪一列col(0~2047)。从NAND FLASH的地址周期中可以看出来，先发出2个col(列地址)，再发出3个(Row)行地址。

/* 发出地址 */
        /* col addr */
        nand_addr_byte(col & 0xff);
        nand_addr_byte((col>>8) & 0xff);

        /* row/page addr */
        nand_addr_byte(page & 0xff);
        nand_addr_byte((page>>8) & 0xff);
        nand_addr_byte((page>>16) & 0xff);