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 = *(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"//nandflash使用cs1//reday/busyp2.21//alep5.1//clep5.0//wep4.25//oep4.24//cep4.27//命令地址#defineK9F1G_CLE((volatileuint8_t*)0x92000000)//命令锁存使能地址#defineK9F1G_ALE((volatileuint8_t*)0x91000000)//地址锁存使能地址#defineK9F1G_DATA((volatileuint8_t*)0x90000000)//数据地址//nand命令列表#defineK9FXX_READ_10x00//读数据第一个周期命令#defineK9FXX_READ_20x30//读数据第二个周期命令#defineK9FXX_READ_COPYBACK_10x00//读取数据用于copyback#defineK9FXX_READ_COPYBACK_20x35//copyback指令2#defineK9FXX_READ_ID0x90//读取ID#defineK9FXX_RESET0xFF//复位#defineK9FXX_BLOCK_PROGRAM_10x80//页编程第一周期指令#defineK9FXX_BLOCK_PROGRAM_20x10//页编程第二周期地址#defineK9FXX_BLOCK_ERASE_10x60//块擦除第一周期命令#defineK9FXX_BLOCK_ERASE_20xD0//块擦除第二周期命令#defineK9FXX_READ_STATUS0x70//读状态70H//芯片ID#defineK9FXX_ID0xF1009540/*Byte3and2only*///nand状态#defineK9FXX_BUSY(1<<6)#defineK9FXX_OK(1<<0)//相关定义#defineNANDFLASH_BASE_ADDR0x00000000//起始地址#defineNANDFLASH_NUMOF_BLOCK1024//nand一共拥有的块数量#defineNANDFLASH_RW_PAGE_SIZE2048//每页2048个存储字节#defineNANDFLASH_SPARE_SIZE64//每页64个spare的备用空间(用于页数据的ECC校验和存放)#defineNANDFLASH_PAGE_PER_BLOCK64//一个块的中page数量#defineNANDFLASH_PAGE_FSIZE(NANDFLASH_RW_PAGE_SIZE+NANDFLASH_SPARE_SIZE)//每一页的实际大小(byte)#defineNANDFLASH_BLOCK_RWSIZE(NANDFLASH_RW_PAGE_SIZE*NANDFLASH_PAGE_PER_BLOCK)//每一页可读取的空间#defineNANDFLASH_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=132MB#defineNANDFLASH_INVALIDBLOCK_CHECK_COLUMM(2048)//支持块校验数#defineNAND_WAIT_BUSY_MAX_TIME100//MS等待响应时间voidnand_init(void);voidnand_reset(void);u8nand_wait_ready(void);u32nand_read_id(void);u8nand_read_status(u32cmd);u8nand_block_erase(u32block_num);u8nand_page_program(u32blocknum,u32pagenum,u8*buffer);u8nand_check(void);u8nand_page_read(u32pagenum,u32blocknum,u8*buffer);u32nand_page_read_from_begin(u32block,u32page,u8*buffer);u32nand_page_read_from_addr(u32blocknum,u32pagenum,u32addrinpage,u8*buffer,u32readsize);u32nand_read_form_addr(u32addrInWholeNand,u8*buffer,u32size);#endif#include"nandflash.h"/*********************************************************************//***获取相应的io配置寄存器指针**********************************************************************/staticu32*PIN_GetPointer(u8portnum,u8pinnum){u32*pPIN=NULL;pPIN=(u32*)(LPC_IOCON_BASE+((portnum*32+pinnum)*sizeof(u32)));returnpPIN;}/*********************************************************************//***配置IO口功能**********************************************************************/staticvoidPINSEL_ConfigPin(u8portnum,u8pinnum,u8funcnum){u32*pPIN=NULL;pPIN=PIN_GetPointer(portnum,pinnum);*pPIN&=0x00000007;//Clearfunctionbits*pPIN|=funcnum;}//初始化nand接口,主要是初始化IO口以及初始化EMC外设voidnand_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-P3.7P5.0P5.1P4.24P4.25P4.31P2.21//配置IO寄存器//d0--d7PINSEL_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);//clealePINSEL_ConfigPin(5,0,1);PINSEL_ConfigPin(5,1,1);PINSEL_ConfigPin(4,24,1);//OEPINSEL_ConfigPin(4,25,1);//WEPINSEL_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voidnand_reset(){volatileu8*pCLE;/*ResetNANDFLASHthroughNANDFLASHcommand*/pCLE=K9F1G_CLE;*pCLE=K9FXX_RESET;DelayMs(2);return;}//等待nand不忙u8nand_wait_ready(){u8waitTime=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)return1;}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)return1;}return0;}//读取nandidu32nand_read_id(){u8b,c,d,e;volatileu8*pCLE;volatileu8*pALE;volatileu8*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u8nand_read_status(u32cmd){volatileu8*pCLE;volatileu8*pDATA;u8waitTime=0;//等待时间u8StatusData;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)return1;}StatusData=*pDATA;switch(cmd){caseK9FXX_BLOCK_PROGRAM_1://编程或擦除的第二个指令caseK9FXX_BLOCK_ERASE_1:if(StatusData&0x01)/*Erase/Programfailure(1)orpass(0)*/return1;elsereturn0;caseK9FXX_READ_1:/*bit5and6,Readbusy(0)orready(1)*/return0;default:break;}return(1);}//块擦除nandu8nand_block_erase(u32block_num){volatileu8*pCLE;volatileu8*pALE;u32rowAddr;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);/*columnaddresslow*/*pALE=(u8)((rowAddr&0xFF00)>>8);/*columnaddresshigh*/*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u8nand_page_program(u32blocknum,u32pagenum,u8*buffer){volatileu8*pCLE;volatileu8*pALE;volatileu8*pDATA;u32i,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);/*columnaddresslow*/*pALE=(u8)((curColumm&0x00000F00)>>8);/*columnaddresshigh*/*pALE=(u8)((curAddr&0x00FF0000)>>16);/*rowaddresslow*/*pALE=(u8)((curAddr&0xFF000000)>>24);/*rowaddresshigh*///NotwritetospareareafortheNandFlashvalidblockcheckingfor(i=0;i>8);/*columnaddresshigh*/*pALE=(u8)((curRow&0x00FF0000)>>16);/*rowaddresslow*/*pALE=(u8)((curRow&0xFF000000)>>24);/*rowaddresshigh*/*pCLE=K9FXX_READ_2;nand_wait_ready();for(i=0;i<(NANDFLASH_PAGE_FSIZE-curColumm);i++){*buffer=*pDATA;buffer++;if((i+1)>=size)break;}returni;}//nand读取指定页数据,数据长度不能大于2048-addrinpageu32nand_page_read_from_addr(u32blocknum,u32pagenum,u32addrinpage,u8*buffer,u32readsize){u32curAddr=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+32u32nand_page_read_from_begin(u32block,u32page,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u8nand_page_read(u32blocknum,u32pagenum,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0xffu8nand_check(void){u32invailedBlock=0;u8temp=0;u16i=0;for(i=0;i