本文主要是關(guān)于NOR Flash的相關(guān)介紹,并著重對(duì)NOR Flash的讀寫(xiě)及其應(yīng)用原理進(jìn)行了詳盡的闡述。
NOR Flash
它是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)之一。Intel于1988年首先開(kāi)發(fā)出NOR Flash 技術(shù),徹底改變了原先由EPROM(Erasable Programmable Read-Only-Memory電可編程序只讀存儲(chǔ)器)和EEPROM(電可擦只讀存儲(chǔ)器Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory)一統(tǒng)天下的局面。緊接著,1989年,東芝公司發(fā)表了NAND Flash 結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本,有更高的性能,并且像磁盤(pán)一樣可以通過(guò)接口輕松升級(jí)。NOR Flash 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。NOR 的傳輸效率很高,在1~4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益,但是很低的寫(xiě)入和擦除速度大大影響到它的性能。NAND的結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度,可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度,并且寫(xiě)入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于Flash的管理需要特殊的系統(tǒng)接口。通常讀取NOR的速度比NAND稍快一些,而NAND的寫(xiě)入速度比NOR快很多,在設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮這些情況。——《ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開(kāi)發(fā)從入門(mén)到精通》 李亞峰 歐文盛 等編著 清華大學(xué)出版社 P52 注釋 API Key。
性能比較
flash閃存是非易失存儲(chǔ)器,可以對(duì)稱為塊的存儲(chǔ)器單元塊進(jìn)行擦寫(xiě)和再編程。任何flash器件的寫(xiě)入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行,所以大多數(shù)情況下,在進(jìn)行寫(xiě)入操作之前必須先執(zhí)行擦除。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(xiě)為0。
由于擦除NOR器件時(shí)是以64~128KB的塊進(jìn)行的,執(zhí)行一個(gè)寫(xiě)入/擦除操作的時(shí)間為5s,與此相反,擦除NAND器件是以8~32KB的塊進(jìn)行的,執(zhí)行相同的操作最多只需要4ms。
執(zhí)行擦除時(shí)塊尺寸的不同進(jìn)一步拉大了NOR和NAND之間的性能差距,統(tǒng)計(jì)表明,對(duì)于給定的一套寫(xiě)入操作(尤其是更新小文件時(shí)),更多的擦除操作必須在基于NOR的單元中進(jìn)行。這樣,當(dāng)選擇存儲(chǔ)解決方案時(shí),設(shè)計(jì)師必須權(quán)衡以下的各項(xiàng)因素。
l 、NOR的讀速度比NAND稍快一些。
2、 NAND的寫(xiě)入速度比NOR快很多。
3 、NAND的4ms擦除速度遠(yuǎn)比NOR的5s快。
4 、大多數(shù)寫(xiě)入操作需要先進(jìn)行擦除操作。
5 、NAND的擦除單元更小,相應(yīng)的擦除電路更少。
此外,NAND的實(shí)際應(yīng)用方式要比NOR復(fù)雜的多。NOR可以直接使用,并可在上面直接運(yùn)行代碼;而NAND需要I/O接口,因此使用時(shí)需要驅(qū)動(dòng)程序。不過(guò)當(dāng)今流行的操作系統(tǒng)對(duì)NAND結(jié)構(gòu)的Flash都有支持。此外,Linux內(nèi)核也提供了對(duì)NAND結(jié)構(gòu)的Flash的支持。
詳解
NOR和NAND是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開(kāi)發(fā)出NOR flash技術(shù),徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。緊接著,1989年,東芝公司發(fā)表了NAND flash結(jié)構(gòu),強(qiáng)調(diào)降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盤(pán)一樣可以通過(guò)接口輕松升級(jí)。但是經(jīng)過(guò)了十多年之后,仍然有相當(dāng)多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。
像“flash存儲(chǔ)器”經(jīng)??梢耘c相“NOR存儲(chǔ)器”互換使用。許多業(yè)內(nèi)人士也搞不清楚NAND閃存技術(shù)相對(duì)于NOR技術(shù)的優(yōu)越之處,因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下閃存只是用來(lái)存儲(chǔ)少量的代碼,這時(shí)NOR閃存更適合一些。而NAND則是高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度的理想解決方案。
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。NOR的傳輸效率很高,在1~4MB的小容量時(shí)具有很高的成本效益,但是很低的寫(xiě)入和擦除速度大大影響了它的性能。
NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度,可以達(dá)到高存儲(chǔ)密度,并且寫(xiě)入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于flash的管理需要特殊的系統(tǒng)接口。
淺談Nor Flash的讀寫(xiě)流程
以下內(nèi)容,如無(wú)特別說(shuō)明,處理器指的是 ARM 處理器,F(xiàn)LASH 指的都是 NOR FLASH.另外,BYTE指的是8-BIT的數(shù)據(jù)單元,HALF-WORD代表的是16-BIT的數(shù)據(jù)單元,而WORD 則代表了32-BIT的數(shù)據(jù)單元。
2.1 處理器尋址
ARM 可以說(shuō)是目前最流行的32位嵌進(jìn)式處理器。在這里只提一下ARM處理器的尋址,為后面做個(gè)展墊。從處理器的角度來(lái)看,系統(tǒng)中每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的是一個(gè)BYTE的數(shù)據(jù)單元。這和很多別的處理器都是一樣的。
2.2 處理器和NOR FLASH的硬件連接
從前面的先容,我們知道從處理器的角度來(lái)看,每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的是一個(gè) BYTE 的數(shù)據(jù)單元。而,NOR FLASH 的每個(gè)地址有可能對(duì)應(yīng)的是一個(gè)BYTE的數(shù)據(jù)單元,也有可能對(duì)應(yīng)的是一個(gè)HALF-WORD的數(shù)據(jù)單元。所以在硬件設(shè)計(jì)中,連接ARM處理器和 NOR FLASH時(shí),必須根據(jù)實(shí)際情況對(duì)地址信號(hào)做特別的處理。
假如ARM處理器外部擴(kuò)展的是8-BIT的NOR FLASH, 數(shù)據(jù)線和地址線的連接應(yīng)該如圖1所示。 從圖中我們可以看到,處理器的數(shù)據(jù)信號(hào)D0-D7和 FLASH的數(shù)據(jù)信號(hào)D0-D7是逐一對(duì)應(yīng)連接的,處理器的地址信號(hào)A0-An和NOR FLASH的地址信號(hào)A0-An 也是逐一對(duì)應(yīng)連接的。
假如ARM處理器外部擴(kuò)展的是16-BIT的NOR FLASH, 地址線必須要錯(cuò)位連接。 圖2給了一個(gè)ARM處理器和16-BIT NOR FLASH的連接示意圖。如圖2所示,ARM處理器的數(shù)據(jù)信號(hào)D0-D15和FLASH 的數(shù)據(jù)信號(hào)D0-D15是逐一對(duì)應(yīng)的。而ARM處理器的地址信號(hào)和NOR FLASH 的地址信號(hào)是錯(cuò)位連接的,ARM的A0懸空,ARM 的A1 連接FLASH 的A0,ARM 的A2連接FLASH的A1,依次類(lèi)推。需要錯(cuò)位連接的原因是:ARM處理器的每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的是一個(gè)BYTE 的數(shù)據(jù)單元,而 16-BIT 的 FLASH 的每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的是一個(gè)HALF-WORD(16-BIT)的數(shù)據(jù)單元。為了保持匹配,所以必須錯(cuò)位連接。這樣,從ARM處理器發(fā)送出來(lái)的地址信號(hào)的最低位A0對(duì)16-BIT FLASH來(lái)說(shuō)就被屏蔽掉了。
補(bǔ)充說(shuō)明:
一般來(lái)說(shuō),ARM處理器內(nèi)部要設(shè)置相應(yīng)的寄存器,告訴處理器外部擴(kuò)展的FLASH的位寬(8-BIT/16-BIT/32-BIT) 。這樣,處理器才知道在訪問(wèn)的時(shí)候如何從FLASH正確的讀取數(shù)據(jù);
有些ARM處理器內(nèi)部可以設(shè)置地址的錯(cuò)位。對(duì)于支持軟件選擇地址錯(cuò)位的處理器,在連接16-BIT FLASH的時(shí)候,硬件上可以不需要把地址線錯(cuò)位。讀者設(shè)計(jì)的時(shí)候,請(qǐng)參考MCU的數(shù)據(jù)手冊(cè),以手冊(cè)為準(zhǔn),以免造成不必要的麻煩;
假如處理器支持內(nèi)部設(shè)置地址錯(cuò)位,在實(shí)際訪問(wèn)的時(shí)候,送出的地址實(shí)際上是在MCU內(nèi)部做了錯(cuò)位處理,其作用是等效于硬件連接上的錯(cuò)位的。
上面的描述可能比較抽象,下面讓我們來(lái)看2個(gè)ARM處理器訪問(wèn)16-BIT FLASH的例子:
例子 1:ARM處理器需要從地址0x0讀取一個(gè)BYTE
ARM處理器在地址線An-A0上送出信號(hào)0x0;
16-BIT FLASH在自己的地址信號(hào)An-A0上看到的地址是0x0,然后將地址0x0對(duì)應(yīng)的16-BIT數(shù)據(jù)單元輸出到D15-D0上;
ARM處理器知道訪問(wèn)的是16-BIT的FLASH,從D7-D0上讀取所需要的一個(gè)BYTE的數(shù)據(jù)。
例子 2:ARM處理器需要從地址0x1讀取一個(gè)BYTE
ARM處理器在地址線An-A0上送出信號(hào)0x1;
16-BIT FLASH在自己的地址信號(hào)An-A0上看到的地址依然是0x0, 然后將地址0x0對(duì)應(yīng)的16-BIT數(shù)據(jù)單元輸出到D15-D0上;
ARM處理器知道訪問(wèn)的是16-BIT的FLASH,從D15-D8 上讀取所需要的一個(gè)BYTE 的數(shù)據(jù)。
2.3 從軟件角度來(lái)看 ARM 處理器和 NOR FLASH 的連接
從軟件的角度來(lái)理解ARM處理器和 FLASH的連接。對(duì)于8-BIT的FLASH的連接,很好理解,由于ARM處理器和8-BIT FLASH的每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的都是一個(gè) BYTE 的數(shù)據(jù)單元。所以地址連接毫無(wú)疑問(wèn)是逐一對(duì)應(yīng)的。假如 ARM 處理器連接的是 16-BIT 的處理器,由于 ARM 處理器的每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的是一個(gè) BYTE 的數(shù)據(jù)單元,而 16-BIT FLASH 的每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的是一個(gè) HALF-WORD 的16-BIT的數(shù)據(jù)單元。所以,也毫無(wú)疑問(wèn),ARM處理器訪問(wèn)16-BIT處理器的時(shí)候,地址肯定是要錯(cuò)開(kāi)一位的。在寫(xiě)FLASH驅(qū)動(dòng)的時(shí)候,我們不需要知道地址錯(cuò)位是由硬件實(shí)現(xiàn)的,還是是通過(guò)設(shè)置ARM處理器內(nèi)部的寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,只需要記住2點(diǎn):
ARM處理器訪問(wèn)8-BIT FLASH的時(shí)候,地址是逐一對(duì)應(yīng)的;
ARM處理器訪問(wèn)16-BIT FLASH的時(shí)候,地址肯定是錯(cuò)位的。
2.4 8-BIT FLASH 燒寫(xiě)驅(qū)動(dòng)實(shí)例 - HY29F040
HY29F040是現(xiàn)代公司的一款8-BIT的NOR FLASH.在這個(gè)小節(jié)里,我們以這個(gè)芯片為例子,講述如何對(duì)8-BIT NOR FLASH進(jìn)行操作。
HY29F040的容量為512K-BYTE,總共包括8 個(gè)SECTOR,每個(gè)SECTOR 的容量是64K-BYTE.該芯片支持SECTOR擦除,整片擦除和以BYTE 為基本單位的寫(xiě)操縱.HY29F040的命令定義如表-1所示。
下面,我們來(lái)看看如何實(shí)現(xiàn)基本的擦除和編程操作。在本節(jié)后面的描述中,我們使用了下面的2 個(gè)定義:
U32 sysbase; //該變量用來(lái)表示 FLASH 的起始地址
#define SysAddr8(sysbase, offset) ((volatile U8*)(sysbase)+(offset)) //用來(lái)方便對(duì)指定的 FALSH 地址進(jìn)行操作
宏SysAddr8定義了一個(gè) BYTE(8-BIT)指針,其地址為(sysbase + offset)。假設(shè)FLASH的起始地址為0x10000000,假如要將0xAB寫(xiě)到FLASH的第一個(gè)BYTE中往,可以用下面的代碼:
*SysAddr8(0x10000000, 0x1) = 0xAB;
注意:
在本節(jié)后面的描述中,sysbase代表的是FLASH的起始地址,而SysAddr8中的offset則代表了相對(duì)于FLASH起始地址的BYTE偏移量.offset也是8-BIT FLASH在自己的地址信號(hào)An-A0上看到的地址。
a. 整片擦除操作
整片擦除操縱共需要6個(gè)周期的總線寫(xiě)操作:
將 0xAA寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555;
將 0x55 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA;
將 0x80 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555;
將 0xAA寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555;
將 0x55 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA;
將 0x10 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555.
對(duì)應(yīng)的代碼:
*SysAddr8(sysbase, 0x5555) = 0xAA; //將值 0xAA寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
*SysAddr8(sysbase, 0x2AAA) = 0x55; //將值 0x55 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA
*SysAddr8(sysbase, 0x5555) = 0x80; //將值 0x80 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
*SysAddr8(sysbase, 0x5555) = 0xAA; //將值 0xAA寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
*SysAddr8(sysbase, 0x2AAA) = 0x55; //將值 0x55 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA
*SysAddr8(sysbase, 0x5555) = 0x10; //將值 0x10 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
b. SECTOR擦除操作
SECTOR的擦除操縱共需要6個(gè)周期的總線寫(xiě)操作:
將 0xAA寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555;
將 0x55 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA;
將 0x80 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555;
將 0xAA寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555;
將 0x55 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA;
將 0x30 寫(xiě)到要擦除的 SECTOR 對(duì)應(yīng)的地址。
對(duì)應(yīng)的代碼:
*SysAddr8(sysbase, 0x5555) = 0xAA; //將值 0xAA寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
*SysAddr8(sysbase, 0x2AAA) = 0x55; //將值 0x55 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA
*SysAddr8(sysbase, 0x5555) = 0x80; //將值 0x80 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
*SysAddr8(sysbase, 0x5555) = 0xAA; //將值 0xAA寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
*SysAddr8(sysbase, 0x2AAA) = 0x55; //將值 0x55 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA
*SysAddr8(sysbase, addr) = 0x30; //將值 0x30 寫(xiě)到要擦除的 SECTOR 對(duì)應(yīng)的地址
c. BYTE擦除操作
寫(xiě)一個(gè)BYTE 的數(shù)據(jù)到FLASH中往,需要 4個(gè)周期的總線寫(xiě)操作:
將 0xAA寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555;
將 0x55 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA;
將 0xA0 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555;
將編程數(shù)據(jù)(BYTE)寫(xiě)到對(duì)應(yīng)的編程地址上。
對(duì)應(yīng)的代碼:
*SysAddr8(sysbase, 0x5555) = 0xAA; //將值 0xAA寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
*SysAddr8(sysbase, 0x2AAA) = 0x55; //將值 0x55 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA
*SysAddr8(sysbase, 0x5555) = 0xA0; //將值 0xA0 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
*SysAddr8(sysbase, addr) = data; //將一個(gè) BYTE的數(shù)據(jù)寫(xiě)到期看的地址
2.5 16-BIT FLASH 燒寫(xiě)驅(qū)動(dòng)實(shí)例 - SST39VF160
SST39VF160是SST公司的一款16-BIT的NOR FLASH. 在這個(gè)小節(jié)里, 我們以SST39VF160為例子, 講述如何對(duì)16-BIT NOR FLASH進(jìn)行操作。對(duì)8-BIT FLASH的操作很好理解,但對(duì)16-BIT FLASH的操作理解起來(lái)要晦澀很多。我盡力描述得清楚些。
SST39VF160的容量為2M-BYTE , 總共包括512個(gè)SECTOR, 每個(gè)SECTOR 的容量是4K-BYTE. 該芯片支持SECTOR擦除,整片擦除和以 HALF-WORD 為基本單位的寫(xiě)操縱.SST39VF160 的命令定義如表-2 所示。在表 2 中,由于所有命令都是從FLASH的角度來(lái)定義的。 所以, 所有的地址都是HALF-WORD地址, 指的是16-BIT FLASH在自己的地址信號(hào)An-A0上看到的地址。
在本節(jié)后面的描述中,我們使用了下面的2個(gè)定義:
U32 sysbase; //該變量用來(lái)表示 FLASH 的起始地址
#define SysAddr16(sysbase, offset) ((volatile U16*)(sysbase)+(offset)) //用來(lái)方便對(duì)指定的 FALSH 地址進(jìn)行操作
SysAddr16(sysbase, offset)首先定義了一個(gè)16-BIT HALF-WORD的指針,指針的地址為sysbase,然后根據(jù)offset做個(gè)偏移操縱。 由于HALF-WORD指針的地址是2個(gè)BYTE對(duì)齊的, 所以每個(gè)偏移操縱會(huì)使得地址加2. 終極, SysAddr16 (sysbase, offset)相當(dāng)于定義了一個(gè)HALF-WORD的指針,其終極地址為(sysbase + 2offset) 。在使用SysAddr16的時(shí)候,將sysbase設(shè)置成 FLASH 的起始地址,offset 則可以理解為相對(duì)于 FLASH 起始地址的HALF-WORD 偏移量或是偏移地址。假設(shè)FLASH 的起始地址為 0x10000000,SysAddr16(0x10000000, 0)指向 16-BIT FLASH 的第 0 個(gè)HALF-WORD, SysAddr16(0x10000000, 1指向16-BIT FLASH的第1個(gè)HALF-WORD.依次類(lèi)推。假如要將0xABCD分別寫(xiě)到FLASH 的第0個(gè)和第 1個(gè)HALF-WORD 中往,可以用下面的代碼:
*SysAddr16(0x10000000, 0x0) = 0xABCD;
*SysAddr16(0x10000000, 0x1) = 0xABCD;
接下來(lái),我們分別從ARM處理器的角度和FLASH的角度來(lái)具體分析一下。
從 ARM 的角度來(lái)看:
假設(shè) FLASH 的起始地址為 0x10000000,由于 ARM 處理器知道 FLASH 的地址空間為 0x10000000 ~ (0x10000000 +FLASH容量 – 1),所以在對(duì)這個(gè)地址空間進(jìn)行訪問(wèn)的時(shí)候,會(huì)設(shè)置好FLASH的片選信號(hào),并將低位的地址輸出到 地址信號(hào)上。以*SysAddr16(0x10000000, 0x1) = 0xABCD 為例。從ARM 處理器的角度來(lái)看,該操縱是把0xABCD寫(xiě)到地址0x10000002上往。所以ARM處理器終極會(huì)在它的地址信號(hào)An-A0輸出地址0x2,同時(shí)會(huì)在D15-D0 上輸出0xABCD.
從 FLASH 的角度來(lái)看:
還是以 *SysAddr16(0x10000000, 0x1) = 0xABCD 為例,F(xiàn)LASH看到的地址是多少呢?接著分析.ARM 處理器在執(zhí)行操縱的時(shí)候,會(huì)設(shè)置好相應(yīng)的FLASH片選使能信號(hào),并在ARM的地址信號(hào)An-A0上輸出 0x2.由于 ARM和 16-BIT FLASH的地址信號(hào)的連接是錯(cuò)開(kāi)一位的, 所以, FLASH終極在自己的地址An-A0上看到的信號(hào)是0x1, 相當(dāng)于將ARM處理器輸出的地址往右做了一個(gè)移位操縱,恰好對(duì)應(yīng)的是FLASH的第1 個(gè)HALF-WORD.同時(shí),F(xiàn)LASH會(huì)在自己的D15-D0上看到數(shù)據(jù)0xABCD.
通過(guò)上面的分析,我們知道 SysAddr16 中指定的 offset 的值就是 16-BIT FLASH 在自己的地址 An-A0 上看到的值。所以,我們可以很方便的通過(guò) SysAddr16(sysbase, offset) 對(duì) FLASH 進(jìn)行操縱,其中 sysbase 代表 FLASH 起始地址,offset 則代表了FLASH 的第幾個(gè)HALF-WORD(HALF-WORD偏移量或偏移地址)
注意:
在本節(jié)后面的描述中,SysAddr16中的 SYSBASE代表的是FLASH的起始地址,而SysAddr16中的 OFFSET則代表了相對(duì)于FLASH起始地址的 HALF-WORD 偏移量或偏移地址.OFFSET 的值也是16-BIT FLASH在自己的地址信號(hào)An-A0上看到的值;
在SST39VF160的命令定義中,所有的地址都是針對(duì)FLASH的HALF-WORD地址,指的是在FLASH自己的地址信號(hào)An-A0上看到的地址。
整片擦除操作
整片擦除操縱共需要6個(gè)周期的總線寫(xiě)操作:
將 0x00AA寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD 地址 0x5555;
將 0x0055 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x2AAA;
將 0x0080 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x5555;
將 0x00AA寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD 地址 0x5555;
將 0x0055 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x2AAA;
將 0x0010 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x5555.
對(duì)應(yīng)的代碼:
*SysAddr16(sysbase, 0x5555) = 0x00AA; //將值 0x00AA 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x5555
*SysAddr16(sysbase, 0x2AAA) = 0x0055; //將值 0x0055 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x2AAA
*SysAddr16(sysbase, 0x5555) = 0x0080; //將值 0x0080 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x5555
*SysAddr16(sysbase, 0x5555) = 0x00AA; //將值 0x00AA 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x5555
*SysAddr16(sysbase, 0x2AAA) = 0x0055; //將值 0x0055 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x2AAA
*SysAddr16(sysbase, 0x5555) = 0x0010; //將值 0x0010 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x5555
SECTOR擦除操作
SECTOR的擦除操縱共需要6個(gè)周期的總線寫(xiě)操作:
將 0x00AA寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD 地址 0x5555;
將 0x0055 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x2AAA;
將 0x0080 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x5555;
將 0x00AA寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD 地址 0x5555;
將 0x0055 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x2AAA;
將 0x0030 寫(xiě)到要擦除的 SECTOR 對(duì)應(yīng)的 HALF-WORD地址。
對(duì)應(yīng)的代碼:
*SysAddr16(sysbase, 0x5555) = 0x00AA; //將值 0x00AA 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x5555
*SysAddr16(sysbase, 0x2AAA) = 0x0055; //將值 0x0055 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x2AAA
*SysAddr16(sysbase, 0x5555) = 0x0080; //將值 0x0080 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x5555
*SysAddr16(sysbase, 0x5555) = 0x00AA; //將值 0x00AA 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x5555
*SysAddr16(sysbase, 0x2AAA) = 0x0055; //將值 0x0055 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x2AAA
*SysAddr16(sysbase, addr 》》 1) = 0x0030; //將值 0x0030 寫(xiě)到要擦除的 SECTOR 對(duì)應(yīng)的HALF-WORD地址
注意:
上面的代碼中第6個(gè)操縱周期中的ADDR 是從ARM處理器的角度來(lái)看的BYTE地址,由于在擦除的時(shí)候,用戶??粗付ǖ氖菑?ARM 的角度看到的地址,這樣更方便和更直觀。而在 SysAddr16 的宏定義中,OFFSET 表示的是相對(duì)于FLASH起始地址的 HALF-WORD 偏移量,或是FLASH在自己的地址信號(hào)An-A0上看到的地址。所以需要執(zhí)行一個(gè)右移操作,把ADDR轉(zhuǎn)換成 HALF-WORD 地址。
舉例說(shuō)明,SST39VF160 每個(gè) SECTOR 的大小是 4K-BYTE.從 ARM 處器的角度和用戶的角度來(lái)看,SECTOR-0 相對(duì)于FLASH起始地址的BYTE地址是0x0;從FLASH來(lái)看SECTOR-0 的HALF-WORD地址是0x0.從ARM處理器的角度和用戶的角度來(lái)看, FLASH SECTOR-1相對(duì)于FLASH起始地址的BYTE地址0x1000; 從FLASH來(lái)看, SECTOR-1的HALF-WORD地址應(yīng)該是(0x1000 》》 1) = 0x800.
假如要擦除SECTOR-0,上面代碼的第6條指令應(yīng)該是:
*SysAddr16(sysbase, 0x0 》》 1) = 0x0030;
假如要擦除SECTOR-1,上面代碼的第6條指令應(yīng)該是:
*SysAddr16(sysbase, 0x1000 》》 1) = 0x0030;
HALF-WORD 編程操作
寫(xiě)一個(gè)HALF-WORD的數(shù)據(jù)到FLASH中往,需要4個(gè)周期的總線寫(xiě)操作:
將 0x00AA寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD 地址 0x5555;
將 0x0055 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD地址 0x2AAA;
將 0x00A0 寫(xiě)到 FLASH HALF-WORD 地址 0x5555;
將編程數(shù)據(jù)(HALF-WORD)寫(xiě)到對(duì)應(yīng)的 HALF-WORD地址。
對(duì)應(yīng)的代碼:
*SysAddr16(sysbase, 0x5555) = 0x00AA; //將值 0x00AA 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
*SysAddr16(sysbase, 0x2AAA) = 0x0055; //將值 0x0055 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x2AAA
*SysAddr16(sysbase, 0x5555) = 0x00A0; //將值 0x00A0 寫(xiě)到 FLASH 地址 0x5555
*SysAddr16(sysbase, addr 》》 1) = data; //將數(shù)據(jù)寫(xiě)到對(duì)應(yīng)的 HALF-WORD 地址
注意:
上面的代碼中第4個(gè)操作周期中的ADDR是從ARM處理器的角度來(lái)看的BYTE地址, 由于在執(zhí)行寫(xiě)操作的時(shí)候,用戶希看指定的是從 ARM 的角度看到的地址,這樣會(huì)更方便和更直觀。而在 SysAddr16 的宏定義中,OFFSET表示的是相對(duì)于FLASH起始地址的HALF-WORD偏移量。 所以需要執(zhí)行一個(gè)右移操縱, 把它轉(zhuǎn)換成HALF-WORD地址。
例如要將數(shù)據(jù) 0x0123 寫(xiě)到地址 0x0處,對(duì)應(yīng)的是 FLASH 的第 0 個(gè) HAFL-WORD,對(duì)應(yīng)的 HALF-WORD 地址應(yīng)該是0x0,上面代碼的第4條指令應(yīng)該是:
*SysAddr16(sysbase, 0x0 》》 1) = 0x0123;
又如要將數(shù)據(jù)0x4567寫(xiě)到地址0x2處, 對(duì)應(yīng)的是FLASH的第1個(gè) HALF-WORD, 對(duì)應(yīng)的HALF-WORD地址應(yīng)該是0x1, 上面代碼的第4條指令應(yīng)該是:
*SysAddr16(sysbase, 0x2 》》 1) = 0x4567;
再如要將數(shù)據(jù)0x89AB寫(xiě)到地址0x4處, 對(duì)應(yīng)的是FLASH的第2個(gè)HALF-WORD, 對(duì)應(yīng)的HALF-WORD地址應(yīng)該是0x2,上面代碼的第4條指令應(yīng)該是:
*SysAddr16(sysbase, 0x4 》》 1) = 0x89AB;
還如要將數(shù)據(jù)0xCDEF 寫(xiě)到地址 0x6處,對(duì)應(yīng)的是 FLASH 的第 3 個(gè) HALF-WORD,對(duì)應(yīng)的 HALF-WORD 地址應(yīng)該是0x3,上面代碼的第4條指令應(yīng)該是:
*SysAddr16(sysbase, 0x6 》》 1) = 0xCDEF;
NorFlash的一點(diǎn)總結(jié)
NorFlash簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)與sdram與Nand的中間品,它能像sdram一樣直接讀,但是又得像nand一樣編程擦寫(xiě)。因此程序可以直接在nor里跑,速度要比sdram慢一些,往nor里寫(xiě)數(shù)據(jù)必須先擦除,因?yàn)閚or的每一位只能由1變?yōu)?。Nor可讀不可直接寫(xiě)的特性可以被用來(lái)判斷是Nor啟動(dòng)還是nand啟動(dòng),因?yàn)閚and啟動(dòng)的話前4K是可寫(xiě)的,我們寫(xiě)入數(shù)據(jù)再讀取出來(lái)應(yīng)該是沒(méi)有問(wèn)題的,而nor啟動(dòng)的話,讀出的數(shù)據(jù)必然是錯(cuò)誤的。
NorFlash的硬件接線:
首先,如果做過(guò)sdram實(shí)驗(yàn)的朋友應(yīng)該知道,NorFlash與sdram很相似,只不過(guò)sdram位寬為32,NOR為16。在硬件連接上,Nor的地址線與cpu的地址線錯(cuò)開(kāi)1位,sdram錯(cuò)開(kāi)2位。簡(jiǎn)單分析一下:
32位的CPU地址線為32位,每一個(gè)地址對(duì)應(yīng)1個(gè)byte,地址的步長(zhǎng)為1byte
0x0000 0000 對(duì)應(yīng)第1個(gè)地址空間 大小為1bytes
0x0000 0001 對(duì)應(yīng) 2 大小為1bytes
依次類(lèi)推。..
可以理解為cpu的地址類(lèi)型 為 u8 * addraddr+1 移動(dòng)1個(gè)字節(jié)
32位的sdram,每一個(gè)地址對(duì)應(yīng)于4個(gè)byte,地址步長(zhǎng)為4byte
0x0000 0000 對(duì)應(yīng)第1個(gè)地址空間 大小為4bytes
0x0000 0001 對(duì)應(yīng) 2 大小為4bytes
依次類(lèi)推。..
可以理解為sdram的地址類(lèi)型 為 u32 * addraddr+1 移動(dòng)4個(gè)字節(jié)
16位的nor,每一個(gè)地址對(duì)應(yīng)于2個(gè)byte,地址步長(zhǎng)為2byte
0x0000 0000 對(duì)應(yīng)第1個(gè)地址空間 大小為2bytes
0x0000 0001 對(duì)應(yīng) 2 大小為2bytes
依次類(lèi)推。..
可以理解為nor的地址類(lèi)型 為 u16 * addraddr+1 移動(dòng)2個(gè)字節(jié)
因此,CPU的地址與它們的地址是錯(cuò)位的。
CPU的4個(gè)連續(xù)地址 如 0 1 2 3 均對(duì)應(yīng)于sdram的 0地址
CPU的2個(gè)連續(xù)地址 如 0 1 均對(duì)應(yīng)于nor 的 0地址
假如我想取sdram 0地址的 第二個(gè)byte 地址如何寫(xiě)?對(duì)于sdram和nor具體的每一個(gè)byte是無(wú)法尋址的呀,但是arm有一個(gè)叫存儲(chǔ)管理器的東西,它大概會(huì)幫我們實(shí)現(xiàn)單字節(jié)的讀。
結(jié)語(yǔ)
關(guān)于Nor Flash的相關(guān)介紹就到這了,如有不足之處歡迎指正。
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