Linux下NAND FLASH驅(qū)動(dòng)開發(fā)

作者：時(shí)間：2016-10-08 來源：網(wǎng)絡(luò)

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但是由于物理制程 / 制造方面的原因，導(dǎo)致 nor 和 nand 在一些具體操作方面的特性不同：

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201610/305625.htm

表1：Nand Flash 和 Nor Flash 的區(qū)別

1. 理論上是可以的，而且也是有人驗(yàn)證過可以的，只不過由于 nand flash 的物理特性，不能完全保證所讀取的數(shù)據(jù) / 代碼是正確的，實(shí)際上，很少這么用而已。因?yàn)?，如果真是要用?nand flash 做 XIP ，那么除了讀出速度慢之外，還要保證有數(shù)據(jù)的校驗(yàn)，以保證讀出來的，將要執(zhí)行的代碼 / 數(shù)據(jù)，是正確的。否則，系統(tǒng)很容易就跑飛了。

2. 芯片內(nèi)執(zhí)行 (XIP, eXecute In Place) :

http://hi.baidu.com/serial_story/blog/item/adb20a2a3f8ffe3c5243c1df.html

【 Nand Flash 的種類】

具體再分，又可以分為

1)Bare NAND chips ：裸片，單獨(dú)的 nand 芯片

2)SmartMediaCards ： = 裸片 + 一層薄塑料，常用于數(shù)碼相機(jī)和 MP3 播放器中。之所以稱 smart ，是由于其軟件 smart ，而不是硬件本身有啥 smart 之處。 ^_^

3)DiskOnChip ：裸片 +glue logic ， glue logic= 硬件 ECC 產(chǎn)生器 + 用于靜態(tài)的 nand 芯片控制的寄存器 + 直接訪問一小片地址窗口，那塊地址中包含了引導(dǎo)代碼的 stub 樁，其可以從 nand flash 中拷貝真正的引導(dǎo)代碼。

【 spare area/oob 】

Nand 由于最初硬件設(shè)計(jì)時(shí)候考慮到，額外的錯(cuò)誤校驗(yàn)等需要空間，專門對(duì)應(yīng)每個(gè)頁，額外設(shè)計(jì)了叫做 spare area 空區(qū)域，在其他地方，比如 jffs2 文件系統(tǒng)中，也叫做 oob ( out of band )數(shù)據(jù)。

其具體用途，總結(jié)起來有：

1. 標(biāo)記是否是壞快

2. 存儲(chǔ) ECC 數(shù)據(jù)

3. 存儲(chǔ)一些和文件系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)，如 jffs2 就會(huì)用到這些空間存儲(chǔ)一些特定信息， yaffs2 文件系統(tǒng)，會(huì)在 oob 中，存放很多和自己文件系統(tǒng)相關(guān)的信息。

2. 軟件方面

如果想要在 Linux 下編寫 Nand Flash 驅(qū)動(dòng)，那么就先要搞清楚 Linux 下，關(guān)于此部分的整個(gè)框架。弄明白，系統(tǒng)是如何管理你的 nand flash 的，以及，系統(tǒng)都幫你做了那些準(zhǔn)備工作，而剩下的，驅(qū)動(dòng)底層實(shí)現(xiàn)部分，你要去實(shí)現(xiàn)哪些功能，才能使得硬件正常工作起來。

【內(nèi)存技術(shù)設(shè)備， MTD ( Memory Technology Device )】

MTD ，是 Linux 的存儲(chǔ)設(shè)備中的一個(gè)子系統(tǒng)。其設(shè)計(jì)此系統(tǒng)的目的是，對(duì)于內(nèi)存類的設(shè)備，提供一個(gè)抽象層，一個(gè)接口，使得對(duì)于硬件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)者來說，可以盡量少的去關(guān)心存儲(chǔ)格式，比如 FTL ， FFS2 等，而只需要去提供最簡單的底層硬件設(shè)備的讀 / 寫 / 擦除函數(shù)就可以了。而對(duì)于數(shù)據(jù)對(duì)于上層使用者來說是如何表示的，硬件驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)者可以不關(guān)心，而 MTD 存儲(chǔ)設(shè)備子系統(tǒng)都幫你做好了。

對(duì)于 MTD 字系統(tǒng)的好處，簡單解釋就是，他幫助你實(shí)現(xiàn)了，很多對(duì)于以前或者其他系統(tǒng)來說，本來也是你驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)者要去實(shí)現(xiàn)的很多功能。換句話說，有了 MTD ，使得你設(shè)計(jì) Nand Flash 的驅(qū)動(dòng)，所要做的事情，要少很多很多，因?yàn)榇蟛糠止ぷ鳎加?MTD 幫你做好了。

當(dāng)然，這個(gè)好處的一個(gè)“副作用”就是，使得我們不了解的人去理解整個(gè) Linux 驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，以及 MTD ，變得更加復(fù)雜。但是，總的說，覺得是利遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弊，否則，就不僅需要你理解，而且還是做更多的工作，實(shí)現(xiàn)更多的功能了。

此外，還有一個(gè)重要的原因，那就是，前面提到的 nand flash 和普通硬盤等設(shè)備的特殊性：

有限的通過出復(fù)用來實(shí)現(xiàn)輸入輸出命令和地址 / 數(shù)據(jù)等的 IO 接口，最小單位是頁而不是常見的 bit ，寫前需擦除等，導(dǎo)致了這類設(shè)備，不能像平常對(duì)待硬盤等操作一樣去操作，只能采取一些特殊方法，這就誕生了 MTD 設(shè)備的統(tǒng)一抽象層。

MTD ，將 nand flash ， nor flash 和其他類型的 flash 等設(shè)備，統(tǒng)一抽象成 MTD 設(shè)備來管理，根據(jù)這些設(shè)備的特點(diǎn)，上層實(shí)現(xiàn)了常見的操作函數(shù)封裝，底層具體的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，就需要驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)者自己來實(shí)現(xiàn)了。具體的內(nèi)部硬件設(shè)備的讀 / 寫 / 擦除函數(shù)，那就是你必須實(shí)現(xiàn)的了。