ARM内存映射与存储器接口

NAND Flash控制器结构如图3-2所示。NAND Flash控制器bootloader过程如图3-3 所示。图中符号，CLE：Command Latch Enable，ALE：Address Latch Enable， nFRE：Flash Read Enable，nFCE：Flash Chip Enable，nFWE：Flash Write Enable， FRnB：Flash Ready/Busy output（表Flash Nand芯片状态，高电平表准备好，低电平 表Nand Flash忙）。
0：普通NAND Flash（256字或512字节页大小，3或4个地址周 期）。
1：先进NAND Flash（1K字或2K字节页大小，4或5个地址周期）。 ● GPG13：NAND Flash存储器页容量选择。
0：页=256字（NCON=0）或页=1K字（NCON=1）。 1：页=512字节（NCON=0）或页=2K字节（NCON=1）。 ● GPG14：NAND Flash存储器地址周期选择。 0：3个地址周期（NCON=0）或4个地址周期（NCON=1）。 1：4个地址周期（NCON=0）或5个地址周期（NCON=1）。 ● GPG15：NAND Flash存储器总线宽度选择。 0：8位宽度。 1：16位宽度。 注意：配置引脚NCON，GPG[15:13]将在复位期间被取出（fetched）。
址是最高位的地址，进行bank选择。
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3.1.2 NAND Flash控制器
NOR Flash存储器价格较高，而SDRAM和NAND Flash 存储器更经济，这样促使了一些用户在NAND Flash中执 行引导代码，在SDRAM 中执行主代码。S3C2440A引导 代码可以在外部NAND Flash存储器上执行。为了支持 NAND Flash的BootLoader，S3C2440A配备了一个内置 的 SRAM 缓 冲 器 ， 叫 做 “Steppingstone” 。 引 导 启 动 时 ， NAND Flash 存 储 器 的 开 始 4K 字 节 将 被 加 载 到 Steppingstone中并且执行加载到Steppingstone的引导代码。 通常引导代码会复制NAND Flash的内容到SDRAM中。 通过使用硬件ECC，有效地检查NAND Flash数据。在复 制完成的基础上，将在SDRAM中执行主程序。
⑶ NAND Flash存储器时序
NAND Flash存储器时序如图3-4、3-5所示。
图3-4 CLE和ALE时序（TACLS=1，TWRPH0=0，TWRPH1=0）
图3-5 nWE和nRE时序（TWRPH0=0, TWRPH1=0）
⑷ 引脚配置
● OM[1:0] = 00：使能NAND Flash 存储器引导启动。 ● NCON：NAND Flash存储器选择（普通/先进）。
S3C2440A包含以下特性：
● 大/小端（通过软件选择）。
● 地址空间：每个Bank有128M字节（总共1G/8个Bank）。
● 除了BANK0（16/32位）之外，其它全部BANK都可编程访问宽度（8/16/32位）。
● 总共8个存储器Bank，6个存储器Bank为ROM，SRAM等，其余2个存储器Bank
Memory。SDRAM的数据线与地址线是分开的。数据线一般是16根（D15~D0）。地
址线的行地址与列地址是复用的。SDRAM有突发长度（Burst Length，BL）和Bank
的概念。突发长度是指同一行中相邻存储单元的长度，即列地址的宽度，是能进行
连续连续数据传输的存储单元的数量。DDR有列地址，行地址和Bank地址。Bank地
第三章 ARM内存映射与存储器接 口
本章主要内容
3.1 ARM9存储器接口 3.2 Cortex M4存储器接口 3.3 半导体存储器种类、Nor Flash与Nand Flash存
储器简介 思考与习题
3.1 ARM9存储器接口
3.1.1 S3C2440A存储器控制器
S3C2440A 存 储 器 控 制 器 为 访 问 外 部 存 储 的 需 要 器 提 供 了 存 储 器 控 制 信 号 。
为ROM，SRAM，SDRAM等。
● 7 个固定的存储器Bank起始地址。
● 1 个可变的存储器Bank起始地址并Bank大小可编程。
● 所有存储器Bank的访问周期可编程。
● 外部等待扩展总线周期。
● 支持SDRAM自刷新和掉电模式。
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DDR是DR SDRAM的简称，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access
⑴ NAND Flash控制器功能特性
NAND Flash控制器功能特性如下： ● 引导启动：引导代码在复位期间被传送到4K 字节的Steppingstone。 传送后，引导代码将在Steppingstone中执行。 ● NAND Flash 存储器接口：支持256 字，512 字节，1K 字和2K 字 节页。 ● 软件模式：用户可以直接访问NAND Flash 存储器，例如此特性 可用于NAND Flash 存储器的读/擦除/编程。 ● 接口：8/16 位NAND Flash 存储器接口总线。 ● 硬件ECC 生成，检测和指示（软件纠错）。 ● SFR I/F：支持小端模式是按字节/半字/字访问数据和ECC 数据寄 存器，和按字访问其它寄存器。 ● SteppingStone 接口：支持大/小端模式的按字节/半字/字访问。 ● SteppingStone 4KB 内部SRAM 缓冲器可以在NAND Flash引导启 动后用于其他用途。
图3-2 NAND Flash控制器结构图[A1]
图3-3 NAND Flash控制器bootloader示意图
⑵ 软件模式
S3C2440A只支持软件模式的访问。使用该模式，你 可以完整的访问NAND Flash 存储器。NAND Flash控 制器支持NAND Flash存储器的直接访问接口。
① 写命令寄存器=NAND Flash存储器命令周期。 ② 写地址寄存器=NAND Flash存储器地址周期。 ③ 写数据寄存器=写入数据到NAND Flash存储器 （写周期）。 ④ 读数据寄存器=从NAND Flash 存储器读取数据 （读周期）。 ⑤ 读主ECC寄存器和备份ECC 寄存器=从NAND Flash存储器读取数据。 注释：软件模式下，你必须用定时查询或中断来检 测RnB状态输入引脚。