【正文】 致謝參考文獻(xiàn)[1] [M]. 北京：清華大學(xué)出版社，.[2] S3C2440A USER39。由于NandFlash成本低，理論上可以做的很大，如果系統(tǒng)對(duì)速度要求不高，也可以考慮只用NandFlash，而不要NorFlash。SRAM也具有片內(nèi)執(zhí)行程序的功能，只需要用紐扣電池來(lái)保持SRAM不掉電，可以考慮用SRAM來(lái)替換NorFlash以獲得更快的訪問(wèn)速度。Place)，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。7 結(jié)論和展望假如不裝操作系統(tǒng)，把ARM9作為高級(jí)單片機(jī)來(lái)進(jìn)行工控，只需NorFlash就夠，當(dāng)ARM9中不裝操作系統(tǒng)時(shí)，斷開SW104，將應(yīng)用程序燒寫到NorFlash，因?yàn)镹orFlash是被集成到CPU中的，它帶有通用的SRAM接口，可以輕松地掛接在CPU的地址、數(shù)據(jù)總線上，它的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP,eXecuteA0A15為地址引腳，與CPU的ADDR1ADDR16連接，D0D15為數(shù)據(jù)輸入輸出引腳，與CPU的DATA0DATA15連接。封裝形式為TSOP44。紐扣電池耗電量很小，卻能保證SRAM內(nèi)數(shù)據(jù)不丟失，其原理類似于RTC。但是與NorFlash相比，SRAM的優(yōu)點(diǎn)在于其存取速度要快的多，其缺點(diǎn)在于掉電易失和價(jià)格比較昂貴。SRAM存取速度非?？?，是目前讀寫最快的存儲(chǔ)設(shè)備了。而所謂隨機(jī)存儲(chǔ)器則是指存儲(chǔ)單元的內(nèi)容可按需隨意取出或存入，且存取的速度與存儲(chǔ)單元的位置無(wú)關(guān)的存儲(chǔ)器。其實(shí)物圖如圖65：圖65 NandFlash、NorFlash在開發(fā)板上的位置 NorFlash的改進(jìn)設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)NandFlash和NorFlash的仔細(xì)研究之后，作者試圖用SRAM來(lái)替換NorFlash，以便片上執(zhí)行代碼的速度更快。CE芯片選擇，OE為輸出使能，WE為寫允許。引腳圖如圖63圖63 SST39VF1601 704CEK引腳圖SST39VF1601與CPU插座連接的原理圖如圖64圖64 NorFlash與S3C2440連接的原理圖A0A19為地址引腳，與CPU的ADDR0ADDR19連接，A20和A21可以不接，也可以接CPU的ADDRADDR21。SST39VF1601是一塊1 M *16的COMOS多功能FLASH存儲(chǔ)器，具有高性能的字編程功能，同時(shí)具有硬件和軟件數(shù)據(jù)保護(hù)機(jī)制，讀寫操作采用單一電源，電壓為2 7～3 6 V，10 000個(gè)周期的耐用性和大于100年的數(shù)據(jù)保持時(shí)間，低功耗(14 MHz時(shí)的典型值) 有效電流12 mA(典型)，等待電流4 uA(典型)，自動(dòng)低功耗模式4 uA(典型)，2 K字扇區(qū)擦除能力，快速讀訪問(wèn)時(shí)間 70 ns、90 ns ，地址和數(shù)據(jù)可鎖存。WP:在寫或擦除期間，提供寫保護(hù)R/B:讀/忙輸出，與CPU的RnB連接。RE:讀允許，與CPU的nFRE連接。ALE(Address Lactch Enable)地址鎖存允許，與CPU的ALE相連。可以通過(guò)它向nand flash芯片輸入數(shù)據(jù)、地址、nand flash命令以及輸出數(shù)據(jù)和操作狀態(tài)信息。采用TSOP48封裝，即可完成在系統(tǒng)的編程與擦除操作，引腳端功能如圖61：圖61 K9F1208U0B引腳圖K9F1208U0B與CPU連接原理圖如圖62：圖62 NandFlash與S3C2440連接的原理圖I/O：01O7為復(fù)用引腳?？梢酝ㄟ^(guò)Nand Flash命令00h/01h/50h分別對(duì)前半部、后半部、OOB進(jìn)行定位通過(guò)Nand Flash內(nèi)置的指針指向各自的首地址。一片Nand Flash為一個(gè)設(shè)備(device), 其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分層為：1設(shè)備=4096塊，1塊=32頁(yè)/行；1頁(yè)=528字節(jié)=數(shù)據(jù)塊大小512字節(jié)分為前半頁(yè)和后半頁(yè)+OOB塊大?。?6字節(jié)）。6 線路設(shè)計(jì)6 線路設(shè)計(jì) NandFlash設(shè)計(jì)原理圖S3C2440中的NandFlash采用的是三星公司生產(chǎn)的K9F1208U0B。還需要設(shè)置下面的選項(xiàng)：RAM/ROM/Flash chip drivers224。舉個(gè)例子，假設(shè)現(xiàn)在使用的32位單片機(jī)，有可能使用1片32位數(shù)據(jù)線的F1ash也有可能使用4片8位的Flash或者2片16位的Flash平行連接。[*]Detect flash chips by Common Flash Interface(CFI)probe(NEW)[*]Support for Intel/Sharp flash chips(NEW).僅是這樣做是不夠的，因?yàn)檫€要告訴內(nèi)核Flash是如何組臺(tái)的。對(duì)于一個(gè)已經(jīng)移植好的內(nèi)核來(lái)說(shuō)．不需要再更改內(nèi)核中對(duì)各種廣家的Flash的基本驅(qū)動(dòng)程序。Mapping drivers for chip access224?，F(xiàn)在可以正式開始配置NorFlash?？梢钥吹健癕emory Technology Devices(MTD)224。要想配置好NOR F1ash存儲(chǔ)器，主要要對(duì)Flash硬件驅(qū)動(dòng)和MTD原始設(shè)備這兩層進(jìn)行正確的配置。MTD設(shè)備節(jié)點(diǎn)：在Linux的／dev文件系統(tǒng)中．用mknod建立MTD字符設(shè)備節(jié)點(diǎn)(/dev／mtdn，主設(shè)備號(hào)9o)和MTD塊設(shè)備節(jié)點(diǎn)(主設(shè)備號(hào)31)。MTD字符設(shè)備的一系列file operation函數(shù)(open、read、wrile、close)drivers／mtd，mtdchar．c中定義。MTD原始設(shè)備：maps子目錄下用來(lái)配置特定電路板的Flash參數(shù)的程序，如果自己的電路板不在其中，那么要自己編寫一個(gè)這樣的程序。cFI接口的MTD設(shè)備的結(jié)構(gòu)可由表510表示。MTD的源代碼位于／drivers／mtd子目錄下，下面還有chips、maps、devices和nand四個(gè)子目錄。 NorFlash在ARM9中的配置MTD(MemoryTechn0109yDevice，內(nèi)存技術(shù)設(shè)備)是Linux系統(tǒng)下用于訪問(wèn)存儲(chǔ)器設(shè)備(RoM、Flash)的Linux的子系統(tǒng)。Place)，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NorFlash的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP,eXecute（1）寫命令寄存器=NandFlash存儲(chǔ)器命令周期（2）寫地址寄存器=NandFlash存儲(chǔ)器地址周期（3）寫數(shù)據(jù)寄存器=寫數(shù)據(jù)到NandFlash（寫周期）（4）讀數(shù)據(jù)寄存器=從NandFlash讀數(shù)據(jù)（讀周期）（5）讀主ECC寄存器和空閑ECC寄存器=從NandFlash存儲(chǔ)器讀數(shù)據(jù)注：在軟件模式中，你必須用查詢或中斷來(lái)檢測(cè)RnB狀態(tài)輸入引腳。使用此模式，你可以完整的訪問(wèn)NandFlash。NFEBLK)NandFlashECC寄存器：重要寄存器的配置：(1) 配置寄存器（NFCONF）（地址：0x4E000000）配置如表53：表53 配置寄存器（NFCONF）的配置(2) 控制寄存器配置如表54：表54 控制寄存器的配置(3) 數(shù)據(jù)寄存器(大小端)配置如下： 注：大端是指：字?jǐn)?shù)據(jù)的高字節(jié)存儲(chǔ)在低地址中，而字?jǐn)?shù)據(jù)的低字節(jié)則存放在高地址中。 NandFlash的配置 NandFlash的引腳配置OM[1:0]=00：使能NAND Flash存儲(chǔ)器啟動(dòng)NCON: NAND Flash存儲(chǔ)器選擇0：普通NAND Flash（256字/512字節(jié)頁(yè)大小，3/4地址周期）1：先進(jìn)NAND Flash（1K字/2K字節(jié)頁(yè)大小，4/5地址周期）GPG13: NAND Flash存儲(chǔ)器頁(yè)容量選擇0：頁(yè)=256字（NCON=0）或頁(yè)=1K字（NCON=1）1：頁(yè)=512字節(jié)（NCON=0）或頁(yè)=2K字節(jié)(NCON=1)GPG14: NAND Flash存儲(chǔ)器地址周期選擇0：3 個(gè)地址周期（NCON=0）或 4個(gè)地址周期（NCON=1）1：4 個(gè)地址周期（NCON=0）或 5個(gè)地址周期（NCON=1）GPG15 NAND Flash存儲(chǔ)器總線寬度選擇0：8 位總線寬度1：16位總線寬度注：NCON,GPG[15:13]引腳配置在重啟期間被？在通常狀態(tài)下，這些引腳必須被設(shè)置為輸入以至于當(dāng)通過(guò)軟件方式進(jìn)入睡眠模式或異常狀態(tài)時(shí)，引腳狀態(tài)不會(huì)被改變。在裝載boot loader代碼后，其在steppingstone中被執(zhí)行。NandFlash控制器的模塊圖如圖51：圖51 NandFlash 控制器模塊圖在重啟期間，NandFlash控制器通過(guò)引腳狀態(tài)得到連接NandFlash的信息(NCON(Adv flash), GPG13(頁(yè)大小), GPG14(地址周期), GPG15(總線寬度)參考引腳配置）。另外由于NandFlash沒(méi)有掛接在地址總線上，所以如果想用NandFlash作為系統(tǒng)的啟動(dòng)盤，就需要CPU具備特殊的功能，如S3C2440在被選擇為NandFlash啟動(dòng)方式時(shí)會(huì)在上電時(shí)自動(dòng)讀取NandFlash的4k數(shù)據(jù)到地址0的SRAM中。 5 NandFlash、NorFlash和ARM9的連接和配置 NandFlash在ARM9中的連接NandFlash器件使用復(fù)雜的I/O口來(lái)串行地存取數(shù)據(jù)，8個(gè)引腳用來(lái)傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。如果想在Flash上實(shí)現(xiàn)讀寫操作，通常在NorFlash上我們會(huì)選取jffs及jffs2文件系統(tǒng)，在NandFlash上選用yaffs或yaffs2文件系統(tǒng)。支持在Flash上運(yùn)行的常用文件系統(tǒng)有cramfs、jffs、jffsyaffs、yaffs2等。擦除NAND器件是以8～32KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行一個(gè)擦除/寫入操作最多只需要4ms。NAND器件執(zhí)行擦除操作是十分簡(jiǎn)單的，而NOR則要求在進(jìn)行擦除前先要將目標(biāo)塊內(nèi)所有的位都寫為1。 升級(jí)對(duì)比NorFlash的升級(jí)較為麻煩，因?yàn)椴煌萘康腘orFlash的地址線需求不一樣，所以在更換不同容量的NorFlash芯片時(shí)不方便。閃存的使用壽命同時(shí)和文件系統(tǒng)的機(jī)制也有關(guān)，要求文件系統(tǒng)具有損耗平衡功能。 在Flash的位翻轉(zhuǎn)（一個(gè)bit位發(fā)生翻轉(zhuǎn)）現(xiàn)象上，NAND的出現(xiàn)幾率要比NorFlash大得多。而壞塊問(wèn)題在NorFlash上是不存在的。NAND器件需要對(duì)介質(zhì)進(jìn)行初始化掃描以發(fā)現(xiàn)壞塊，并將壞塊標(biāo)記為不可用。NorFlash零售價(jià)在20元左右，而一片128MByte的k9f1g08 容量和成本對(duì)比相比起NandFlash來(lái)說(shuō)，NorFlash的容量要小，一般在1~16MByte左右，一些新工藝采用了芯片疊加技術(shù)可以把NorFlash的容量做得大一些。如果CPU不具備這種特殊功能，用戶不能直接運(yùn)行NandFlash上的代碼，那可以采取其他方式，比如好多使用NandFlash的開發(fā)板除了使用NandFlash以外，還用上了一塊小的NorFlash來(lái)運(yùn)行啟動(dòng)代碼。由于時(shí)序較為復(fù)雜，所以一般CPU最好集成NAND控制器。Place)，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NorFlash的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)(XIP,eXecuteNAND結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度，并且寫入和擦除的速度也很快 。 NOR的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP, eXecute In Place) ，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。Intel于1988年首先開發(fā)出NorFlash技術(shù)，徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。(2)BANK控制寄存器 BANKCONNN：GCS0~ NGCS5 如下表：表36 BANKCONNN：GCS0~ NGCS5的信息表表37 BANKCONNN：GCS0~ NGCS5的配置BANK控制寄存器 BANKCONN：NGCS6~ NGCS7如下表:表38 BANKCONN：NGCS6~ NGCS7的信息表39 BANKCONN：NGCS6~ NGCS7的配置(3) 刷新控制寄存器SDRAM刷新控制寄存器如表310和表311表310 SDRAM刷新控制寄存器的信息表311 SDRAM刷新控制寄存器的配置(4)塊尺寸寄存器BANKSIZE如表312和表313：表