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初始化nand flash 嵌入式开发中的C语言技巧你知道多少？

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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嵌入式开发中的C语言技巧你知道多少？

想学习单片机的同学可以关注、私信我或者在评论区回复我要入门。这一期我们来分享一下在嵌入式开发中常用的C语言技巧。看完这一篇文章，至少可以让你的C语言向前迈进一大步。

1.指向函数的指针

指针不单单是指向变量、字符串、数组，它还能够指向函数。在C语言中允许将函数的入口地址赋值给指针。这样就可以通过指针对函数进行访问。还可以把函数指针当成参数来传递。函数指针可以简化代码，减少修改代码的工作量。接下来我们通过一些具体的例子来了解一下。

/*函数指针简单讲解

*通过指向函数的指

*针调用比较两个数

*大小的程序

#include

using namespace std;

/*比较函数声明*/

int max(int,int);

/*指向函数的指针声明（此刻指针未指向任何一个函数）*/

int (*test)(int,int);

int

main(int argc,char* argv[])

{

int largernumber;

/*将max函数的入口地址赋值给

*函数指针test

test=max;

/*通过指针test调用函数max实

*现比较大小

largernumber=(*test)(1,2);

cout<<><>

return 0;

}

int

max(int a,int b)

{

return (a>b?a:b);

}

通过上面这部分大家可以了解到函数指针其实和变量指针、字符串指针是大同小异的。如果大家理解了这个小程序，那么理解起下面这个有关Nand flash的源代码就会容易一些。

typedef struct {

void (*nand_reset)(void);

void (*wait_idle)(void);

void (*nand_select_chip)(void);

void (*nand_deselect_chip)(void);

void (*write_cmd)(int cmd);

void (*write_addr)(unsigned int addr);

unsigned char (*read_data)(void);

}t_nand_chip;

static t_nand_chip nand_chip;

/* NAND Flash操作的总入口,它们将调用S3C2410或S3C2440的相应函数 */

static void nand_reset(void);

static void wait_idle(void);

static void nand_select_chip(void);

static void nand_deselect_chip(void);

static void write_cmd(int cmd);

static void write_addr(unsigned int addr);

static unsigned char read_data(void);

/* S3C2410的NAND Flash处理函数 */

static void s3c2410_nand_reset(void);

static void s3c2410_wait_idle(void);

static void s3c2410_nand_select_chip(void);

static void s3c2410_nand_deselect_chip(void);

static void s3c2410_write_cmd(int cmd);

static void s3c2410_write_addr(unsigned int addr);

static unsigned char s3c2410_read_data();

/* S3C2440的NAND Flash处理函数 */

static void s3c2440_nand_reset(void);

static void s3c2440_wait_idle(void);

static void s3c2440_nand_select_chip(void);

static void s3c2440_nand_deselect_chip(void);

static void s3c2440_write_cmd(int cmd);

static void s3c2440_write_addr(unsigned int addr);

static unsigned char s3c2440_read_data(void);

/*初始化NAND Flash */

void nand_init(void)

{

#define TACLS 0

#define TWRPH0 3

#define TWRPH1 0

/*判断是S3C2410还是S3C2440 */

if ((GSTATUS1 == 0x32410000) || (GSTATUS1 == 0x32410002))

{

nand_chip.nand_reset = s3c2410_nand_reset;

nand_chip.wait_idle = s3c2410_wait_idle;

nand_chip.nand_select_chip = s3c2410_nand_select_chip;

nand_chip.nand_deselect_chip = s3c2410_nand_deselect_chip;

nand_chip.write_cmd = s3c2410_write_cmd;

nand_chip.write_addr = s3c2410_write_addr;

nand_chip.read_data = s3c2410_read_data;

/*使能NAND Flash控制器,初始化ECC,禁止片选,设置时序 */

s3c2410nand->NFCONF = (1<

}

else

{

nand_chip.nand_reset = s3c2440_nand_reset;

nand_chip.wait_idle = s3c2440_wait_idle;

nand_chip.nand_select_chip = s3c2440_nand_select_chip;

nand_chip.nand_deselect_chip = s3c2440_nand_deselect_chip;

nand_chip.write_cmd = s3c2440_write_cmd;

#ifdef LARGER_NAND_PAGE

nand_chip.write_addr = s3c2440_write_addr_lp;

#else

nand_chip.write_addr = s3c2440_write_addr;

#endif

nand_chip.read_data = s3c2440_read_data;

/*设置时序 */

s3c2440nand->NFCONF = (TACLS<

/*使能NAND Flash控制器,初始化ECC,禁止片选 */

s3c2440nand->NFCONT = (1<

}

/*复位NAND Flash */

nand_reset();

}

这段代码是用于操作Nand Flash的一段源代码。首先我们看到开始定义了一个结构体，里面放置的全是函数指针。他们等待被赋值。然后是定义了一个这种结构体的变量nand_chip。然后是即将操作的函数声明。这些函数将会被其他文件的函数调用。因为在这些函数里一般都只有一条语句，就是调用结构体的函数指针。接着往下看，是针对两种架构的函数声明。然后在nand_init函数中对nand_chip进行赋值，这也就是我们刚刚讲过的，将函数的入口地址赋值给指针。

现在nand_chip已经被赋值了。如果我们要对Nand进行读写操作，我们只需调用nand_chip.read_data()或者nand_chip.write_cmd()等等函数。这是比较方便的地方，另外，这个代码的移植性很强，如果我们又用到了一种芯片，我们就不需要改变整篇代码，只需在nand_init函数中增加对新的芯片的判断，然后给nand_chip赋值即可。所以我说函数指针会使代码具有可移植性，易修改性。

2.C语言操作寄存器

在嵌入式开发中，经常要使用寄存器，对寄存器进行写入，读出等等操作。每个寄存器都有自己固有的地址，通过C语言访问这些地址是一个很重要的环节。

#define GSTATUS1 (*(volatile unsigned int *)0x560000B0)

在这里，我们举一个例子。这是一个状态寄存器的宏定义。首先，通过unsigned int我们能够知道，该寄存器是32位的。因为要防止程序执行过程中直接从cache中读取数据，所以用volatile进行修饰。每次都要重新读取该地址上的值。首先（volatile unsigned int*）是一个指针，我们就假设它为p吧。它存储的地址就是后面的0x560000B0，然后取这个地址的值，也就是*p，所以源代码变成了（*（volatile unsigned int *）0x560000B0）,接下来我们就能直接赋值给GSTATUS1来改变地址0x560000B0上存储的值了。

/* NAND FLASH (see S3C2410 manual chapter 6) */

typedef struct {

S3C24X0_REG32 NFCONF;

S3C24X0_REG32 NFCMD;

S3C24X0_REG32 NFADDR;

S3C24X0_REG32 NFDATA;

S3C24X0_REG32 NFSTAT;

S3C24X0_REG32 NFECC;

} S3C2410_NAND;

static S3C2410_NAND * s3c2410nand = (S3C2410_NAND *)0x4e000000;

volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)&s3c2410nand->NFSTAT;

有的时候，我们会看到类似这样一种情况的赋值。其实这和我们前面说的差不多。只不过这里是在定义了指针的同时对指针进行赋值。这里首先定义了结构体S3C2410_NAND，里面全部是32位的变量。又定义了这种结构体类型的指针，且指向0x4e000000这个地址，也就是此刻s3c2410nand指向了一个实际存在的物理地址。s3c2410nand指针访问了NFSTAT变量，但我们要的是它的地址，而不是它地址上的值。所以用&取NFSTAT地址，这样再强制转换为unsigned char型的指针，赋给p，就可以直接通过p来给NFSTAT赋值了。

本期先分享到这里，想要进群学习单片机编程的同学可以私信我，回复“我要入门”，与我们一起成长，喜欢的可以点个赞关注我们！

NOR Flash 和 NAND Flash 的区别

参考于《ARM嵌入式系统开发典型模块》一书，仅用于笔记学习，如果侵删

Flash Memory是一种非易失性的存储器。

Flash 按照结构可以分为 nor flash 和 nand flash两大类，两者的读取速率差不多。

NOR flash的特点就是芯片内执行，这样应用程序可以直接在 flash 内存内运行，不必再把代码读到系统 RAM 中。nor flash 的传输效率很高，在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。

鉴于NOR Flash擦写速度慢，成本高等特性，NOR Flash主要应用于小容量、内容更新少的场景，例如PC主板BIOS、路由器系统存储等。

NAND FLASH写入性能好，大容量下成本低。目前，绝大部分手机和平板等移动设备中所使用的eMMC内部的Flash Memory都属于NAND FLASH。PC中的固态硬盘中也是使用NAND FLASH。

NAND flash 结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。应用nand flash 的困难在于flash 的管理和需要的特殊接口。

总结nor flash 和 nand flash的差别在以下的几个方面

1、容量和成本

nor flash 的容量大小为1MB~32MB ,而nand flash 的为16MB~512MB。nand flash 的单元尺寸几乎是nor flash 的一半，由于生产的过程更为简单，因此价格也是相对低。

2、性能差别

（1）nor flash 的读速度比 nand flash稍快一些

（2）nor flash 的写入速度比 nand flash 慢了很多

（3）nand flash 的4ms擦除速度远比nor flash 的5s 快

（4）nand flash 的擦除单元更小，相应的擦除电路也久更小

3、接口差别

nor flash 的接口和RAM一样，而 nand flash 是使用I/O口来串行地存取数据。

3.1 NOR Flash根据与CPU端接口的不同，可以分为Parallel NOR Flash和SPI NOR FLASH两类。

NAND FLASH 需要通过专门的NFI（NAND FLASH Interface）与Host端进行通信，如下图所示：

4、易用性

使用nor flash 的相对简单，可以非常直接地使用基于 nor flash 地内存，可以像其他存储器那样连接，还可以直接在上面运行代码

而使用 nand flash 的话就复杂了，需要I/O接口，必须先写入驱动程序，才可以继续执行其他的操作。

5、耐用性

在nand flash内存中的每个块的最大擦除写次数是100万次，而nor flash 的擦写次数是10万次。

NAND FLASH根据每个存储单元内存储比特个数的不同，可以分为SLC（Single-LevelCell）、MLC（MulTI-LevelCell）和TLC（Triple-LevelCell）三类。其中，在一个存储单元中，SLC可以存储1个比特，MLC可以存储2个比特，TLC则可以存储3个比特。每一个存储单元内部通过不同的电压等级来表示其所存储的信息。在SLC中，存储单元的电压被分为两个等级，分别表示0和1两个状态，即1个比特；在MLC中，存储单元的电压则被分为4个等级，分别表示00011011四个状态，即2个比特位；同理，在TLC中，存储单元的电压被分为8个等级，存储3个比特信息。

NAND FLASH的单个存储单元存储的比特位越多，读写性能会越差，寿命也越短，但是成本会更低。

6、坏块处理

nand flash 器件中的坏处是随机分布的

nand flash 器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块，并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中，如果通过可靠的方法不能进行这项处理，将导致高故障率。

7、位交换

所有flash器件都受位交换现象的困扰。在某些情况下(很少见，nand flash发生的次数要比nor flash多)，一个比特位会发生反转或被报告反转了。

一位的变化可能不很明显，但是如果发生在一个关键文件上，这个小小的故障可能导致系统停机。如果只是报告有问题，多读几次就可能解决了。当然，如果这个位真的改变了，就必须采用错误探测/错误更正(EDC/ECC)算法。位反转的问题更多见于NAND闪存，NAND的供应商建议使用NAND闪存的时候，同时使用EDC/ECC算法。

这个问题对于用NAND存储多媒体信息时倒不是致命的。当然，如果用本地存储设备来存储操作系统、配置文件或其他敏感信息时，必须使用EDC/ECC系统以确保可靠性。

8、主要用途

nor flash常用于保存代码和关键数据。nand flash 用于保存数据。

9、软件支持

当讨论软件支持的时候，应该区别基本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘仿真和闪存管理算法的软件，包括性能优化。

在NOR器件上运行代码不需要任何的软件支持，

在NAND器件上进行同样操作时，通常需要驱动程序，也就是内存技术驱动程序(MTD)，

NAND和NOR器件在进行写入和擦除操作时都需要MTD。

使用NOR器件时所需要的MTD要相对少一些，许多厂商都提供用于NOR器件的更高级软件，这其中包括M-System的TrueFFS驱动，该驱动被Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等厂商所采用。

驱动还用于对DiskOnChip产品进行仿真和NAND闪存的管理，包括纠错、坏块处理和损耗平衡。

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