用IO模擬方式讀寫三星系列的NAND FLASH

三星系列的NAND FLASH芯片容量從8MB到256MB（最近聽說有1G容量的了），對于需要大容量數(shù)據(jù)存儲的嵌入式系統(tǒng)是一個(gè)很好的選擇，尤其是其接近1MB/元的高性價(jià)比，更是普通nor flash無法比擬的。本文以K9F2808U0C為例，采用AVR芯片連接，進(jìn)行了初步的讀寫試驗(yàn)，完成了芯片的ID讀出功能。

電路連接如下圖：


左邊是所使用的AVR芯片ATmega16L的局部電路，右邊是K9F2808芯片的連接圖，數(shù)據(jù)/地址總線使用ATmega16的PORTB端口連接，其它全部所需信號線使用IO連接，組成了IO模擬方式。

K9F2808芯片的全部命令字如下：

其中，Read1讀取的是普通數(shù)據(jù)存儲區(qū)域的數(shù)據(jù)，Read2讀取的是每頁存儲器附加的16Bytes區(qū)域的數(shù)據(jù)；Page Program可以編程一頁最大528Bytes的數(shù)據(jù)，Block Erase擦除指定頁面數(shù)據(jù)，Read Status可以讀取芯片狀態(tài)。

芯片的整個(gè)讀寫時(shí)序可以分解為4個(gè)基本步驟，即1、命令寫入，2、數(shù)據(jù)寫入，3、數(shù)據(jù)讀出，4、地址寫入。

1、命令寫入時(shí)序如下：

對應(yīng)函數(shù)為：
void WriteCmd(unsigned char cmd)
{
nandPortD = 0xFF;
ClsLine(nandSPortO,nandALE);
ClsLine(nandSPortO,nandnCE);
SetLine(nandSPortO,nandCLE);
ClsLine(nandSPortO,nandnWE);
nandPortO = cmd;
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
ClsLine(nandSPortO,nandCLE);
SetLine(nandSPortO,nandALE);
}

2、數(shù)據(jù)寫入時(shí)序如下：

對應(yīng)函數(shù)為：
void WriteByte(unsigned char Wdata)
{
nandPortD = 0xFF;
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
ClsLine(nandSPortO,nandCLE);
ClsLine(nandSPortO,nandnCE);
ClsLine(nandSPortO,nandALE);
ClsLine(nandSPortO,nandnWE);
while((nandSPortI nandRnB) != nandRnB); // wait busy end
nandPortO = Wdata;
while((nandSPortI nandRnB) != nandRnB); // wait busy end
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
}

3、數(shù)據(jù)讀出時(shí)序如下：

對應(yīng)函數(shù)為：
unsigned char ReadByte(void)
{
unsigned char Rdata;
nandPortD = 0x00;
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
ClsLine(nandSPortO,nandCLE);
ClsLine(nandSPortO,nandALE);
ClsLine(nandSPortO,nandnCE);
ClsLine(nandSPortO,nandnRE);
while((nandSPortI nandRnB) != nandRnB); // wait busy end
Rdata = nandPortI;
while((nandSPortI nandRnB) != nandRnB); // wait busy end
SetLine(nandSPortO,nandnRE);
return Rdata;
}

4、地址寫入時(shí)序如下：

對應(yīng)函數(shù)為：
void WriteByteAdd(unsigned char Add)
{
nandPortD = 0xFF;
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
ClsLine(nandSPortO,nandnCE);
ClsLine(nandSPortO,nandCLE);
SetLine(nandSPortO,nandALE);
ClsLine(nandSPortO,nandnWE);
nandPortO = Add;
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
while((nandSPortI nandRnB) != nandRnB); // wait busy end
ClsLine(nandSPortO,nandALE);
}

其余操作方式均從這四種基本操作組合變化而來，適當(dāng)調(diào)用或者重新編寫其中的某些語句就能完成全部的K9F2808芯片讀寫操作。

下面以讀K9F2808芯片ID為例調(diào)用以上函數(shù)完成。
讀芯片ID的時(shí)序如下圖：

實(shí)現(xiàn)函數(shù)編寫為：
void ReadId(unsigned char *ptr)
{
WriteCmd(0x90);
WriteByteAdd(0x00);
*ptr++ = ReadByte();
*ptr = ReadByte();
SetLine(nandSPortO,nandnCE);
}
函數(shù)調(diào)用后，*ptr的值為0xEC，即廠家代碼；*(ptr+1)的值為0x73，即設(shè)備代碼。

實(shí)際在芯片的讀寫操作中，還要注意對壞扇區(qū)進(jìn)行檢錯(cuò)，并將檢錯(cuò)結(jié)果存入芯片的第一個(gè)塊中，以確保數(shù)據(jù)的讀寫地址均為有效地址。