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nand启动 ecc 海思3531D环境搭建
发布时间 : 2024-10-07
作者 : 小编
访问数量 : 23
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海思3531D环境搭建

前面工作中,有一段时间,再做海思相关的项目,hisi3531D是一款广泛应用在音视频领域的芯片,其解码的速度和效率,被业内称赞。本文主要是讲解海思3531D在linux系统环境搭建,包括u-boot、linux内核、根文件系统以及少写,以及如何实现网络环境开发。

1.内核编译

内核源代码中除了系统运行所必须的核心代码之外,还包含了各种各样的外部设备驱动、文件系统,以及一些跟某种特性相关的代码。而这些代码,在我们的业务环境中,并不都是必须的。我们将这些不必要的内容,通过配置选项进行筛选。进入内核源代码目录,运行如下命令,打开内核配置菜单,并对菜单上的选项进行配置:

cp arch/arm/configs/hi35xx_xxx_defconfig .config

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiXXX-linux- menuconfig

编译内核时需要在 make 后添加两个参数:ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiXXXlinux-,其中 CROSS_COMPILE 表示工具链。文档中统一以 CROSS_COMPILE=arm-hisiXXXlinux-来表示两种情况。

Hi35xx_V100R001C01SPCxxx 对应 uclibc,使用 uclibc 工具链时,CROSS_COMPILE= armhisiv5x0-linux-。

Hi35xx_V100R001C02SPCxxx 对应 glibc,使用 glibc 工具链时,CROSS_COMPILE=armhisiv6x0-linux-。

2.首次安装Hi3531D的SDK

在"Hi3531DV100_V100R001***/01.software/board"目录下,找到一个Hi3531DV100_SDK_Vx.x.x.x.tgz 的文件,该文件就是Hi3531DV100的软件开发包。使用命令:tar -zxf Hi3531D_SDK_Vx.x.x.x.tgz ,解压缩该文件,可以得到一个Hi3531D_SDK_Vx.x.x.x目录。

3.展开SDK包内容

返回Hi3531D_SDK_Vx.x.x.x目录,运行./sdk.unpack (请用root或sudo权限执行)将会展开SDK包打包压缩存放的内容,请按照提示完成操作。如果您需要通过WINDOWS操作系统中转拷贝SDK包,请先运行./sdk.cleanup,收起SDK包的内容,拷贝到新的目录后再展开。

4.在linux服务器上安装交叉编译器

安装glibc交叉编译器(注意,需要有sudo权限或者root权限):获取arm-hisiv600-linux.tgz文件,使用命令:tar -zxf arm-hisiv600-linux.tgz 解压文件,进入arm-hisiv600-linux 目录,运行chmod +x arm-hisiv600-linux.install,然后运行./arm-hisiv600-linux.install 即可。执行source /etc/profile , 安装交叉编译器的脚本配置的环境变量就可以生效了,或者请重新登陆。

4.编译整个osdrv目录

下载linux-3.18.20.tar.gz (或者linux-3.18.20.tar.xz)到osdrv/opensource/kernel目录下

make OSDRV_CROSS=arm-hisiv500-linux PCI_MODE=XXX FLASH_TYPE=XXX all

清除整个osdrv目录的编译文件:make OSDRV_CROSS=arm-hisiv500-linux clean

彻底清除整个osdrv目录的编译文件,除清除编译文件外,还删除已编译好的镜像:make OSDRV_CROSS=arm-hisiv500-linux distclean

单独编译kernel:

注意:单独编译内核之前请先阅读osdrv/opensource/kernel下的readme_cn.txt说明。也可以参考步骤1

待进入内核源代码目录后,执行以下操作

cp arch/arm/configs/hi3531d_xxx_defconfig .config

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiv500-linux- menuconfig

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiv500-linux- uImage

如果编译过程中出现错误,按顺序执行以下命令:

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiv500-linux- clean

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiv500-linux- menuconfig

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiv500-linux- uImage

6.编译uboot

待进入boot源代码目录后,执行以下操作

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiv500-linux- hi3531d_xxx_config

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-hisiv500-linux-

将生成的 u-boot.bin 复制到 osdrv/tools/pc/uboot_tools/ 目录./mkboot.sh reg_info_hi3531d.bin u-boot_hi3531d.bin。将生成可用的 u-boot_hi3531d.bin 镜像文件。

7.制作文件系统镜像

在osdrv/pub/中有已经编译好的文件系统,因此无需再重复编译文件系统,只需要根据单板上flash的规格型号制作文件系统镜像即可。SPI Nor Flash使用jffs2格式的镜像,制作jffs2镜像时,需要用到SPI NorFlash的块大小。这些信息会在uboot启动时会打印出来。建议使用时先直接运行mkfs.jffs2工具,根据打印信息填写相关参数。下面以块大小为64KB为例:

osdrv/pub/bin/pc/mkfs.jffs2 -d osdrv/pub/rootfs_uclibc -l -e 0x10000 -o osdrv/pub/rootfs_uclibc_64k.jffs2

Nand Flash和SPI Nand Flash使用yaffs2格式的镜像,制作yaffs2镜像时,需要用到Nand Flash的pagesize和ecc。这些信息会在uboot启动时会打印出来。建议使用时先直接运行mkyaffs2image工具,根据打印信息填写相关参数。示例:

2KB pagesize、4bit ecc命令格式为:如果制作Nand的镜像,则使用mkyaffs2image610工具:

osdrv/pub/bin/pc/mkyaffs2image610 osdrv/pub/rootfs_uclibc osdrv/pub/rootfs_uclibc_2k_4bit.yaffs2 1 2

如果制作SPI Nand的镜像,则使用mkyaffs2image100工具:

osdrv/pub/bin/pc/mkyaffs2image100 osdrv/pub/rootfs_uclibc osdrv/pub/rootfs_uclibc_2k_4bit.yaffs2 1 2

或者

osdrv/pub/bin/pc/mkyaffs2image100 osdrv/pub/rootfs_gclibc osdrv/pub/rootfs_uclibc_2k_4bit.yaffs2 1 2

说明:

当FLASH_TYPE=spi时,生成的mkyaffs2image工具是mkyaffs2image100;

当FLASH_TYPE=nand时,生成的mkyaffs2image工具是mkyaffs2image610;

Nand Flash使用UBI文件系统,在osdrv/tools/pc/ubi_sh下提供mkubiimg.sh工具用于制作UBI文件系统,需要用到Nand

Flash的pagesize、blocksize和UBIFS分区的大小。

以2KB pagesize, 128KB blocksize和UBI文件系统分区大小32MB为例:

mkubiimg.sh hi3531d 2k 128k osdrv/pub/rootfs 32M osdrv/pub/bin/pc

osdrv/pub/rootfs是根文件系统文件夹目录

osdrv/pub/bin/pc是制作UBI文件系统镜像的工具目录

生成的rootfs_hi3531d_2k_128k_32M.ubifs,就是最终用于烧写的UBI文件系统镜像。

5.安装、升级DEMO板开发环境

Hi3531DV100的DEMO板,可以按照以下操作烧写uboot、内核以及文件系统,以下操作均使用网络来更新:

1、如果您拿到的单板没有uboot的话,就需要使用01.software/pc/HiTool进行烧写。更详细的烧写操作步骤及说明,请参见01.software\pc\HiTool目录下的《HiBurn 工具使用指南》。

2、如果您拿到的单板中已经有uboot,可以按照以下步骤使用网口烧写uboot、kernel及rootfs到Flash中。DEMO板默认为从SPI Flash启动。

6.配置tftp服务器

可以使用任意的tftp服务器,将package/image_glibc下的相关文件拷贝到tftp服务器目录下。

7.参数配置

# 单板上电后,敲任意键进入u-boot。设置serverip(即tftp服务器的ip)、ipaddr(单板ip)和ethaddr(单板的MAC地址)。

setenv serverip xx.xx.xx.xx

setenv ipaddr xx.xx.xx.xx

setenv ethaddr xx:xx:xx:xx:xx:xx

setenv netmask xx.xx.xx.xx

setenv gatewayip xx.xx.xx.xx

ping serverip,确保网络畅通。

8.烧写镜像文件到SPI Nor Flash

以16M SPI Nor Flash为例。

1)地址空间说明

| 1M | 4M | 11M |

|---------------|---------------|---------------|

| boot | kernel | rootfs |

2)烧写u-boot

sf probe 0

mw.b 42000000 ff 100000

tftp 42000000 u-boot-hi3531d.bin

sf probe 0

sf erase 0 100000

sf write 42000000 0 100000

reset

3)烧写内核

mw.b 42000000 ff 400000

tftp 42000000 uImage_hi3531d

sf probe 0

sf erase 100000 400000

sf write 42000000 100000 400000

4)烧写文件系统

mw.b 42000000 ff b00000

tftp 42000000 rootfs_hi3531d_64k.jffs2

sf probe 0

sf erase 500000 b00000

sf write 42000000 500000 b00000

5)设置启动参数

setenv bootargs 'mem=64M console=ttyAMA0,115200 root=/dev/mtdblock2 rootfstype=jffs2 mtdparts=hi_sfc:1M(boot),4M(kernel),11M(rootfs)'

setenv bootcmd 'sf probe 0;sf read 0x42000000 0x100000 0x400000;bootm 0x42000000'

sa

9.如果是NAND Flash则使用如下方法

以64M NAND Flash为例。

1)地址空间说明

| 1M | 4M | 32M | 27M |

|---------------|---------------|---------------|------------------------|

| boot | kernel | rootfs | other |

以下的操作均基于图示的地址空间分配,您也可以根据实际情况进行调整。

2)烧写u-boot

mw.b 42000000 ff 100000

tftp 42000000 u-boot-hi3531d.bin

nand erase 0 100000

nand write 42000000 0 100000

reset

3)烧写内核

mw.b 42000000 ff 400000

tftp 42000000 uImage_hi3531d

nand erase 100000 400000

nand write 42000000 100000 400000

4)烧写文件系统

mw.b 42000000 ff 2000000

tftp 42000000 rootfs_hi3531d_2k_4bit.yaffs2

nand erase 500000 2000000

nand write.yaffs 42000000 500000 96d200 #注意:96d200为rootfs文件实际大小(16进制)

5)设置启动参数

setenv bootargs 'mem=64M console=ttyAMA0,115200 root=/dev/mtdblock2 rootfstype=yaffs2 mtdparts=hinand:1M(boot),4M(kernel),32M(rootfs),27M(test)'

setenv bootcmd 'nand read 0x42000000 0x100000 0x400000;bootm 0x42000000'

sa

10.启动新系统

reset

11.开启Linux下的网络

# 设置网络

ifconfig eth0 hw ether xx:xx:xx:xx:xx:xx;

ifconfig eth0 xx.xx.xx.xx netmask xx.xx.xx.xx;

route add default gw xx.xx.xx.xx

# 然后ping一下其他机器,如无意外,网络将能正常工作。

12.使用NFS文件系统进行开发

# 在开发阶段,推荐使用NFS作为开发环境,可以省去重新制作和烧写根文件系统的工作。挂载NFS文件系统的操作命令:

mount -t nfs -o nolock -o tcp -o rsize=32768,wsize=32768 192.168.129.70:/home/qin/nfs /mnt

备注:

关于nfs配置参考博客https://blog.csdn.net/s030702614/article/details/4662718

13.进入解码目录测试

sample_vdec测试

支持H264、H265、VDH MP4、JPEG PIP

具有暂停、播放、单帧播放、”a”表示增加码率、d表示”减小”码率;“q”表示具有查询功能、查询解码的帧数等;

H264和H265,MP4表示都是支持1920X1080。JPEG deconding表示有3通道,解码三路图片,参数如下:

显示视频也需要有3路输入,3通道,3路输出。解码也支持PIP,表示画中画,hisi提供的是一共三个图层,一张大图,一张缩放图,缩放图里再叠加一张小图。编码通道需要开启输入才能去编码;否则会有如下的打印信息;

Region可以支持如下的这些功能:

支持画线和图形叠加;

智能座舱之存储篇第三篇---NAND Flash 一眼就看明白了

上期内容我们重点说了NAND FLASH本身的一些特殊性,比如写之前要进行擦除,而且存在坏块的可能性性,所以很多车厂在评估NAND FLASH的时候,会评估目前容量的冗余量是多少,要保障有足够多的空间去预防坏块的产生后的数据搬移。

这期内容重点说说NAND FLASH的一些操作特性,怎么进行控制和读取的。这期的内容有点硬核,需要有一些专业知识的人进行阅读,科普类的文章咱们下期继续。

NAND FLASH的硬件特性介绍

上图是镁光 NAND FLASH MT29F1G08ABAEAH4的引脚(Pin)所对应的功能,简单翻译如下:

1. I/O0 ~ I/O7:用于输入地址/数据/命令,输出数据

2. CLE:Command Latch Enable,命令锁存使能,在输入命令之前,要先在模式寄存器中,设置CLE使能

3. ALE:Address Latch Enable,地址锁存使能,在输入地址之前,要先在模式寄存器中,设置ALE使能

4. CE#:Chip Enable,芯片使能,在操作Nand Flash之前,要先选中此芯片,才能操作

5. RE#:Read Enable,读使能,在读取数据之前,要先使CE#有效。

6. WE#:Write Enable,写使能,在写取数据之前,要先使WE#有效。

7. WP#:Write Protect,写保护

8. R/B#:Ready/Busy Output,就绪/忙,主要用于在发送完编程/擦除命令后,检测这些操作是否完成,忙,表示编程/擦除操作仍在进行中,就绪表示操作完成.

9. Vcc:Power,电源

10. Vss:Ground,接地

11. N.C:Non-Connection,未定义,未连接。

实际项目的NAND FLASH原理图

上图中我们可以发现有两个地方需要上拉电阻R/B#:、WP#,其他都是CPU同nand flash直接相连接。通过查询flash 的datasheet可以发现,这两个引脚是开漏极输出,需要上拉电阻。

而且可以看到电路设计中WP#引脚一端接上拉电阻,一端通过二极管和0欧姆电阻连接到CPU复位引脚,CPU主芯片平台的复位是低电平复位,WP#引脚是低电平的时候写保护有效,这样做的目的就是,在复位期间,即CPU复位引脚为低电平期间此时WP#引脚也为二极管电压(0.7V)为低电平,为写保护状态,在复位期间,CPU引脚状态不定,容易对flash进行误操作。这样做的目的就是硬件实现在CPU复位期间,flash是写保护状态,不允许写入的。

很多时候掉电产生的擦除数据,导致数据丢失无法开机、无法保存掉电记忆等等问题都可以使用这个方案来对策解决问题。

为何需要ALE和CLE

比如命令锁存使能(Command Latch Enable,CLE)和地址锁存使能(Address Latch Enable,ALE),那是因为,Nand Flash就8个I/O,而且是复用的,也就是,可以传数据,也可以传地址,也可以传命令,为了区分你当前传入的到底是啥,所以,先要用发一个CLE(或ALE)命令,告诉nand Flash的控制器一声,我下面要传的是命令(或地址),这样,里面才能根据传入的内容,进行对应的动作。否则,nand flash内部,怎么知道你传入的是数据,还是地址,还是命令啊,也就无法实现正确的操作了。

Nand Flash只有8个I/O引脚的好处

1. 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。

2. 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。

片选无关(CE don’t-care)技术

Nand flash支持一个叫做CE don’t-care的技术,字面意思就是,不关心是否片选,那有人会问了,

如果不片选,那还能对其操作吗?答案就是,这个技术,主要用在当时是不需要选中芯片却还可以继续操作的这些情况:在某些应用,比如录音,音频播放等应用中,外部使用的微秒(us)级的时钟周期,此处假设是比较少的2us,在进行读取一页或者对页编程时,是对Nand Flash操作,这样的串行(Serial Access)访问的周期都是20/30/50ns,都是纳秒(ns)级的,此处假设是50ns,当你已经发了对应的读或写的命令之后,接下来只是需要Nand Flash内部去自己操作,将数据读取除了或写入进去到内部的数据寄存器中而已,此处,如果可以把片选取消,CE#是低电平有效,取消片选就是拉高电平,这样会在下一个外部命令发送过来之前,即微秒量级的时间里面,即2us-50ns≈2us,这段时间的取消片选,可以降低很少的系统功耗,但是多次的操作,就可以在很大程度上降低整体的功耗了。

总结起来简单解释就是:由于某些外部应用的频率比较低,而Nand Flash内部操作速度比较快,所以具体读写操作的大部分时间里面,都是在等待外部命令的输入,同时却选中芯片,产生了多余的功耗,此“不关心片选”技术,就是在Nand Flash的内部的相对快速的操作(读或写)完成之后,就取消片选,以节省系统功耗。待下次外部命令/数据/地址输入来的时候,再选中芯片,即可正常继续操作了。这样,整体上,就可以大大降低系统功耗了。

NAND FLASH 的读操作详细解读

以最简单的read操作为例,解释如何理解时序图,以及将时序图中的要求,转化为代码。解释时序图之前,让我们先要搞清楚,我们要做的事情:那就是,要从nand flash的某个页里面,读取我们要的数据。要实现此功能,会涉及到几部分的知识,至少很容易想到的就是:需要用到哪些命令,怎么发这些命令,怎么计算所需要的地址,怎么读取我们要的数据等等。

就好比你去图书馆借书,想想是一个什么样的流程,首先得告诉馆长你要要借书还是还书、然后把要借书的位置告诉馆长,最后是把图书卡或者借书证件给馆长,此时就耐心等待要借的书籍了。

下面,就一步步的解释,需要做什么,以及如何去做:

1.需要使用何种命令

首先,是要了解,对于读取数据,要用什么命令。

下面是datasheet中的命令集合:

很容易看出,我们要读取数据,要用到Read命令,该命令需要2个周期,第一个周期发0x00,第二个周期发0x30。

2.发送命令前的准备工作以及时序图各个信号的具体含义

知道了用何命令后,再去了解如何发送这些命令。

Nand Flash数据读取操作的时序图

注:此图来自镁光的型号MT29F1G08ABAEAH4:E的nand flash的数据手册(datasheet)。

我们来一起看看,我在图中的特意标注的①边上的红色竖线。

红色竖线所处的时刻,是在发送读操作的第一个周期的命令0x00之前的那一刻。让我们看看,在那一刻,其所穿过好几行都对应什么值,以及进一步理解,为何要那个值。

(1)红色竖线穿过的第一行,是CLE。还记得前面介绍命令所存使能(CLE)那个引脚吧?CLE,将CLE置1,就说明你将要通过I/O复用端口发送进入Nand Flash的,是命令,而不是地址或者其他类型的数据。只有这样将CLE置1,使其有效,才能去通知了内部硬件逻辑,你接下来将收到的是命令,内部硬件逻辑,才会将受到的命令,放到命令寄存器中,才能实现后面正确的操作,否则,不去将CLE置1使其有效,硬件会无所适从,不知道你传入的到底是数据还是命令了。

(2)而第二行,是CE#,那一刻的值是0。这个道理很简单,你既然要向Nand Flash发命令,那么先要选中它,所以,要保证CE#为低电平,使其有效,也就是片选有效。

(3)第三行是WE#,意思是写使能。因为接下来是往nand Flash里面写命令,所以,要使得WE#有效,所以设为低电平。

(4)第四行,是ALE是低电平,而ALE是高电平有效,此时意思就是使其无效。而对应地,前面介绍的,使CLE有效,因为将要数据的是命令,而不是地址。如果在其他某些场合,比如接下来的要输入地址的时候,就要使其有效,而使CLE无效了。

(5)第五行,RE#,此时是高电平,无效。可以看到,知道后面低6阶段,才变成低电平,才有效,因为那时候,要发生读取命令,去读取数据。

(6)第六行,就是我们重点要介绍的,复用的输入输出I/O端口了,此刻,还没有输入数据,接下来,在不同的阶段,会输入或输出不同的数据/地址。

(7)第七行,R/B#,高电平,表示R(Ready)/就绪,因为到了后面的第5阶段,硬件内部,在第四阶段,接受了外界的读取命令后,把该页的数据一点点送到页寄存器中,这段时间,属于系统在忙着干活,属于忙的阶段,所以,R/B#才变成低,表示Busy忙的状态的。

介绍了时刻①的各个信号的值,以及为何是这个值之后,相信,后面的各个时刻,对应的不同信号的各个值,大家就会自己慢慢分析了,也就容易理解具体的操作顺序和原理了。

3.如何计算出,我们要传入的地址

在介绍具体读取数据的详细流程之前,还要做一件事,那就是,先要搞懂我们要访问的地址,以及这些地址,如何分解后,一点点传入进去,使得硬件能识别才行。

此处还是以MT29F1G08ABAEAH4:E为例,此nand flash,一共有1024个块,每个块内有64页,每个页是2K+64 Bytes,假设,我们要访问其中的第1000个块中的第25页中的1208字节处的地址,此时,我们就要先把具体的地址算出来:

物理地址=块大小×块号+页大小×页号+页内地址=1000×128K+2K×25+1208=0x7D0CCB8,接下来,我们就看看,怎么才能把这个实际的物理地址,转化为nand Flash所要求的格式。

在解释地址组成之前,先要来看看其datasheet中关于地址周期的介绍:

图 Nand Flash的地址周期组成

结合时序图的2,3阶段,我们可以看出,此nand flash地址周期共有4个,2个列(Column)周期,2个行(Row)周期。

而对于对应的,我们可以看出,实际上,列地址CA0~CA10,就是页内地址,11位地址范围是从0到2047,即2K,而多出的A11,理论上可以表示2048~4095,但是实际上,上述规格书中说明当CA11为1时,CA【10:6】都必须为0,所以我们最多也只用到了2048~2112,用于表示页内的oob区域,其大小是64字节。

PA0~PA5,称作页号,页的号码,可以定位到具体是哪一个页。由6个位控制,最多寻址64页,符合规格书中的一块有64页。

而其中,BA6~BA15,表示对应的块号,即属于哪个块,有10个位控制,寻址范围为1024个块。

// 可见:地址的传输顺序是是 页内地址,页号,块号。从小到大。

简单解释完了地址组成,那么就很容易分析上面例子中的地址了:

0x7D0CCB8 = 0111 1101 0000 1100 0000 1100 1011 1000,分别分配到4个地址周期就是:

1st 周期,CA7~CA0 :1011 1000 = 0x B8

2nd周期,CA11~CA8 :0000 1100 = 0x 0C

3rd周期,BA7~PA0 :0000 1100 = 0x 0C

4th周期,A27~A20 :0111 1101 = 0x 7D

注意,上图图中对应的,*L,意思是低电平,由于未用到那些位,datasheet中强制要求设为0,所以,才有上面的2nd周期中的高4位是0000.。因此,接下来要介绍的,我们要访问第1000个块中的第25页中的1208字节处的话,所要传入的地址就是分4个周期,分别传入2个列地址的:0xB8,0x0C,然后再传2个行地址的:0x0C,0x7D,这样硬件才能识别。

4.读操作过程的解释

准备工作终于完了,下面就可以开始解释说明,对于读操作的,上面图中标出来的,1-6个阶段,具体是什么含义。

(1) 操作准备阶段:此处是读(Read)操作,所以,先发一个图5中读命令的第一个阶段的0x00,表示,让硬件先准备一下,接下来的操作是读。

(2) 发送两个周期的列地址。也就是页内地址,表示,我要从一个页的什么位置开始读取数据。

(3) 接下来再传入三个行地址。对应的也就是页号。

(4) 然后再发一个读操作的第二个周期的命令0x30。接下来,就是硬件内部自己的事情了。

(5)Nand Flash内部硬件逻辑,负责去按照你的要求,根据传入的地址,找到哪个块中的哪个页,然后把整个这一页的数据,都一点点搬运到页缓存中去。而在此期间,你所能做的事,也就只需要去读取状态寄存器,看看对应的位的值,也就是R/B#那一位,是1还是0,0的话,就表示,系统是busy,仍在”忙“(着读取数据),如果是1,就说系统活干完了,忙清了,已经把整个页的数据都搬运到页缓存里去了,你可以接下来读取你要的数据了。

对于这里。估计有人会问了,这一个页一共2048+64字节,如果我传入的页内地址,就像上面给的1028一类的值,只是想读取1028到2011这部分数据,而不是页开始的0地址整个页的数据,那么内部硬件却读取整个页的数据出来,岂不是很浪费吗?答案是,的确很浪费,效率看起来不高,但是实际就是这么做的,而且本身读取整个页的数据,相对时间并不长,而且读出来之后,内部数据指针会定位到你刚才所制定的1208的那个位置。

(6) 接下来,就是“窃取“系统忙了半天之后的劳动成果的时候了,呵呵。通过先去Nand Flash的控制器中的数据寄存器中写入你要读取多少个字节(byte)/字(word),然后就可以去Nand Flash的控制器的FIFO中,一点点读取你要的数据了。

至此,整个Nand Flash的读操作就完成了。

对于其他操作,可以根据上面的分析,一点点自己去看datasheet,根据里面的时序图去分析具体的操作过程,然后对照代码,会更加清楚具体是如何实现的。

NAND FLASH 搭配NOR FLASH的优缺点

常见的应用组合就是,用小容量的Nor Flash存储启动代码,比如uboot,系统启动后,初始化对应的硬件,包括SDRAM等,然后将Nand Flash上的Linux 内核读取到内存中,做好该做的事情后,就跳转到SDRAM中去执行内核了。

这样的好处是由于NAND 本身有坏块的可能性,所以为了保障启动万无一失,很多要求高级安全的产品,标注必须从NOR Flash启动uboot,而且从NOR启动还有一个好处就是启动速度快,NAND Flash的优点是容量大,但是读取速度不快,比不上NOR Flash,比如一些对于开机速度有要求的产品应用,比如车载液晶仪表,这类产品为了快速启动一般都是NOR FLASH+EMMC的配置,当然像赛普拉斯平台直接上hyperflash那就更快了。

NAND Flash的ECC校验简单说明

我们先来说说为什么需要ECC校验这个事情,其实上一篇文章我们说过由于NAND flash的自身的不稳定性,存在位翻转的现象,所以就存在写入到flash中的数据和读出来的数据不一样的情况发生,此时就需要有一个检验的机制,防止读出来的不正确,还可以纠正过来。

其实这个就类似于去银行存钱,你存了1W,过几天去银行去取钱的时候发现只有9000了,这个时候你就会拿出存条找银行理论,上次明明存的就是1W啊,你少的1000必须跟我纠正过来,其实这个就是NAND flash的ECC检验原理,发现有读出来的数据和存进去的数据不正确,此时就需要去纠正回来,当然这里的纠正的数据是有限制的,不是所有数据出错都能纠正过来。

ECC 校验是在奇偶校验的基础上发展而来的,它将数据块看作一个矩阵,利用矩阵的行、列奇偶信息生成 ECC 校验码。它能够检测并纠正单比特错误和检测双比特错误,但对双比特以上的错误不能保证检测。它克服了传统奇偶校验只能检出奇数位出错、校验码冗长、不能纠错的局限性。每 nbit 的 Ecc 数值可满足 2的n次方bit 数据包的校验要求。

当往Nand Flash 的Page 中写入数据的时候,每256字节我们生成一个ECC 校验和,称之为原ECC校验和,保存到 PAGE 的OOB数据区中。当从Nand Flash 中读取数据的时候,每 256 字节我们生成一个ECC校验和,称之为新 ECC 校验和。

校验的时候,根据上述ECC生成原理不难推断:将从 OOB 区中读出的原 ECC校验和新ECC校验和按位异或,若结果为0,则表示不存在错(或是出现了ECC无法检测的错误):若3个字节异或结果中存在11个比特位为1,表示存在一个比特错误,且可纠正;若3个字节异或结果中只存在1个比特位为1,表示OOB区出错:其他情况均表示出现了无法纠正的错误。

这两期我们基本上把NAND FLASH的相关设计和使用都完整讲了一遍,下期会讲讲车载DRAM和EMMC的相关内容,敬请期待。

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