基于ARM9內(nèi)核Processor外部NANDFLASH的控制實現(xiàn)

　　NANDFLASH的讀寫操作以page方式進行，一次讀寫均為一個page，erase方式以block方式進行。這種方式，使其讀寫速度大大提高。

　　在時序方面，以讀操作為例，其時序如圖3所示。

　　操作過程主要分為以下幾個步驟：

　　(1)發(fā)送讀操作命令

　　CE有效，CLE有效，WE有效，I/O0～I/O8上面數(shù)據(jù)為command代碼數(shù)據(jù)。

　　(2)發(fā)送地址數(shù)據(jù)(需要讀取的FLASH地址)

　　CE有效，ALE有效，WE有效，I/O0～I/O8上面為所需地址數(shù)據(jù)。由于地址數(shù)據(jù)較多，所以需要分幾次依次發(fā)送。每次發(fā)送都需要產(chǎn)生WE信號以將其寫入NANDFLASH芯片。

　　(3)等待R/B信號，最后讀出數(shù)據(jù)

　　在最后一個地址數(shù)據(jù)寫入FLASH之后，R/B信號即變低。等待芯片完成整個page數(shù)據(jù)讀取之后，R/B信號變高。此時，CE有效，ALE，CLE均拉低，依次產(chǎn)生RE信號，從I/O0～I/O8讀取出所需數(shù)據(jù)。

　　對于寫操作和擦除操作，其基本原理相同，只是信號順序略有改變，就不再贅述。

　　由于使用了CPU地址線A1，A2連接CLE，ALE引腳，對CPU低2、3位地址的讀寫操作就意味著對NANDFLASH進行讀寫命令/數(shù)據(jù)操作。如果此程序工作在OS上的application層的話，MMU已經(jīng)屏蔽程序?qū)Φ讓佑布闹苯釉L問，所以需要對MMU進行設定，為NANDFLASH開辟一塊。Memory映像區(qū)域，這樣就可以通過OS對底層的NANDFLASH進行操作。以該系統(tǒng)為例，使用CPU的CS1引腳控制NANDFLASH的CE信號，先將其映像為0x24000000地址，此時，對0x24000000地址讀寫即對NANDFLASH芯片進行數(shù)據(jù)讀寫，而對Ox24000002地址寫數(shù)據(jù)，使CPU的A1地址引腳為高，即對NANDFLASH發(fā)送command命令，同樣，對0x24000004地址寫數(shù)據(jù)，即對NANDFLASH發(fā)送address數(shù)據(jù)。

　　在對NANDFLASH發(fā)送命令/數(shù)據(jù)之后，由于程序運行速度比FLASH芯片快很多，需要在每一次操作之后插入若干等待周期，并利用CPU的GPIO檢測芯片R/B信號。直至芯片完成本次操作再進行下一步操作。

　　需要注意的是，在對FLASH發(fā)送命令數(shù)據(jù)過程中的等待，沒有反饋信號可以檢測，只能通過反復調(diào)試確定其所需等待時間。

　　在設計中采用CPU的CS1信號對NANDFLASH進行CE(片選)控制。此處不能采用CPU的GPIO進行控制，因為在嵌入式設備的ARMCPU中，CPU本身采用了指令、數(shù)據(jù)自動預讀的高速緩存技術(shù)和流水線技術(shù)。因此，當程序在NORFLASH里面直接運行的時候(目前絕大多數(shù)嵌入式系統(tǒng)采用的方式)，在運行任何兩段相連的代碼中間，CPU都有可能對NORFLASH進行指令或數(shù)據(jù)的預讀操作，從而產(chǎn)生大量的RE，OE信號和地址信號。如果使用GPIO控制NANDFLASH的CE信號則無法避免這種影響。CPU的CS1信號是由CPU內(nèi)部自動產(chǎn)生，因此在CPU預讀期間，CS1信號可以有效屏蔽NANDFLASH芯片。并且，由于NANDFLASH芯片支持CEdon'tcare模式，在CE無效的情況下，芯片本身的工作狀態(tài)并不會被干擾，由此保證了NORFLASH和NANDFLASH在同一CPU界面中互不干擾的穩(wěn)定運行。對于CS1信號的寬度等參數(shù)，也需要在實驗中進行調(diào)節(jié)，才能保證整個系統(tǒng)快速穩(wěn)定的運行。

4 NANDFLASH在系統(tǒng)中的讀寫速度

　　經(jīng)過測試在該系統(tǒng)平臺中，OS為PalmOS5.4；CPU使用PXA270312MHz；SDRAM使用Samsung的16bdatawidthHYB25L256160AF-7.5@104MHz；NANDFLASH選用SAMSung128MB8bI/ONANDFLASHK9F1G08U0A達到在文件系統(tǒng)下面的讀/寫的速度為3MB/s，擦除的速度為65MB/s，在手持式設備中運用性能已經(jīng)夠了。