总结NAND FLASH控制器的操作
怎么看时序图--nand flash的读操作详解
这篇文章不是介绍nand flash的物理结构和关于nand flash的一些基本知识的。
你需要至少了解你手上的nand flash的物理结构和一些诸如读写命令操作的大概印象,你至少也需要看过s3c2440中关于nand flash控制寄存器的说明。
由于本人也没有专门学过这方面的知识,下面的介绍也是经验之谈。
这里我用的K9F2G08-SCB0 这款nand flash 来介绍时序图的阅读。
不同的芯片操作时序可能不同,读的命令也会有一些差别。
当然其实有时候像nand flash这种s3c2440内部集成了他的控制器的外设。
具体到读写操作的细节时序(比如CLE/ALE的建立时间,写脉冲的宽度。
数据的建立和保持时间等),不明白前期也没有多大的问题。
因为s3c2440内部的nand flash控制器做了大部分的工作,你需要做的基本就是设置几个时间参数而已。
然后nand flash会自动进行这些细节操作。
当然如果处理器上没有集成nand flash的控制器那么久必须要自己来写时序操作了。
所以了解最底层的时序操作总是好的但是上层一点的,比如读写操作的步骤时序(比如读操作,你要片选使能,然后发命令,然后发地址,需要的话还需发一个命令,然后需要等待操作完成,然后再读书数据)。
是必须要明白的。
这都不明白的话,怎么进行器件的操作呢也就是说s3c2440 可以说在你设置很少的几个时间参数后,将每一个步骤中细微的操作都替你做好了。
(比如写命令,你只要写个命令到相应寄存器中,cpu内部就会协各个引脚发出适应的信号来实现写命令的操作)。
而我们所需要做的就是把这些写命令,写地址,等待操作完成。
等步骤组合起来。
从而完成一个读操作就像上面说的,虽然我们不会需要去编写每个步骤中的最细微的时序。
但是了解下。
会让你对每个操作步骤的底层细节更加明了先来看一个命令锁存的时序。
也就是上面说的读nand flash操作中不是有一个写命令步骤吗。
NANDFlash原理和使用
NANDFlash原理和使用一、NAND Flash的原理NAND Flash基于浮栅效应晶体管(Floating Gate Field Effect Transistor)的工作原理进行存储数据。
每个存储单元包含一个浮动栅和一个控制栅,通过对控制栅施加电压,可以改变浮动栅中电子的分布状态。
当浮动栅的电荷状态表示0时,电子充分存储在浮动栅中;而当浮动栅的电荷状态表示1时,几乎没有电子存储在浮动栅中。
数据的写入和擦除是NAND Flash的两个重要操作。
写入数据时,首先需要根据所需的数据位序列确定相应的单元位置,然后通过施加一定的电压对浮动栅进行充、放电,以改变电子的位状态。
擦除数据时,需要对整个块进行一次性的擦除操作,将所有存储单元的电子位状态恢复为0。
同时,为了提高存储密度和读写性能,NAND Flash还使用了一些技术,如多层单元(Multi-Level Cell,MLC)和三层单元(Triple-Level Cell,TLC)来实现在每个存储单元中存储多位数据。
二、NAND Flash的使用1. 存储器层面:NAND Flash因其非易失性和快速读写性能被广泛应用于存储器中,取代了传统的硬盘驱动器。
固态硬盘(SSD)是其中的典型应用,它不仅在电脑中使用,也可以用于服务器、云存储等领域。
2. 智能手机和平板电脑:NAND Flash被广泛应用于智能手机和平板电脑中的存储器,用于存储操作系统、应用程序和用户数据。
由于NAND Flash具有快速的读写速度和较小的体积,可实现轻薄设计,因此非常适合移动设备。
3. 数字相机和摄像机:NAND Flash也用作数码相机和摄像机中的存储媒介,用于保存拍摄的照片和视频。
相比于传统的存储卡,NAND Flash 存储器具有更高的读写速度和更大的容量,可以满足高清拍摄的需求。
4. 汽车电子:随着汽车电子的普及,NAND Flash也开始在汽车的娱乐系统、导航系统和车载电子控制单元中得到应用。
NAND FLASH Utility系統 操作手冊
NAND FLASH Utility系統操作手冊1 . 摘要 ....................................................................2. Group De fine and Image 模式講解..................... 2.1 使用步驟 2.2 補充說明3. Group De fine 模式講解....................................... 3.1 使用步驟 3.2 補充說明139目 錄1. 摘要這篇手冊主要是說明如何使用 NAND FLASH Image系統軟體的教學,這個軟體主要有2種頁面,每種頁面處理的功能都是不同的:<1> Group Define and Image :載入不同的Image檔案,並且生成 Group Define檔 (*.def)和合併後的Image檔案(*.BIN)<2> Group Define :單純的編輯Group Define檔案,並且可生成Group Define檔(*.def)軟體會自動導引使用者逐步完成工作,當有些必要的步驟使用者未完成時,就無法繼續下一個步驟!12< 1 > 不管是哪種頁面的功能,一開始的步驟都一定是要先選擇廠牌元件。
廠牌元件的設定,都是共用所選擇的廠牌元件進行Block的計算設定。
< 2 > 此外軟體會紀錄上一次所選擇的廠牌元件功能,可省去使用者重覆選擇的麻煩。
1. 摘要主要的功能是載入多個Image 檔案,調整設定Block 之後,可以產生出對應的Group De fine 檔(*.def)以及合併之後的Image 檔案(*.BIN)。
2.1 使用步驟<步驟1> 選擇廠牌元件<步驟2> 選擇『Group De fine and Image 』頁面<步驟3> 載入Image 檔案,可分批載入一個或是多個Image 檔案,載入後的檔案,程式會自動計算Block 的數值。
NandFLash分析与总结
友善之臂K9F1208U0C PCB04-5位,12代表512M位,也就是64M字节熟悉一下NandFlash的硬件:1主要的引脚:I/O0 —I/O7:数据输入输出端,命令,数据,地址复用端口(LDATA0-LDATA7)R/B: 准备忙输出(RnB)CE:芯片使能(nFCE)CLE: 命令锁存使能(CLE)ALE:地址锁存使能(ALE)WE:写使能(nFWE)RE:读使能(nFRE)2Mini2440的一些引脚设置:和寄存器设置:(NCON(Advflash), GPG13(页大小), GPG14(地址周期), GPG15(总线宽度)–参考引脚配置)#define rGSTATUS0 (*(volatile unsigned *)0x560000ac) //External pin status3NandFlash启动时,代码小于4k与大于4k的情况:在三星的NAND Flash 中,当CPU从NAND Flash开始启动时,CPU会通过内部的硬件将NAND Flash开始的4KB数据复制到称为“Steppingstone”的4KB 的内部RAM中,起始地址为0,然后跳到地址0处开始执行。
这也就是我们为什么可以把小于4KB的程序烧到NAND Flash中,可以运行,而当大于4KB时,却没有办法运行,必须借助于NAND Flash的读操作,读取4KB以后的程序到内存中。
4NandFlash的存储结构以及读写原理:4.1NandFlash中的块,页,位宽:●NAND Flash的数据是以bit的方式保存在memory cell(存储单元)一般情况下,一个cell中只能存储一个bit。
这些cell以8个或者16个为单位,连成bit line ,形成所谓的byte(x8)/word(x16),这就是NAND Flash的位宽。
这些Line会再组成Pape(页)。
然后是每32个page形成一个Block,所以一个Block(块)大小是16k.Block是NAND Flash中最大的操作单元。
1Nandflash工作原理
1Nandflash工作原理NAND Flash 是一種非揮發性記憶體技術,NAND 是 NOT AND 的縮寫,表示它是基於 AND 邏輯運算的反向運算。
NAND Flash 被廣泛應用於各種數位產品的儲存解決方案中,例如USB 隨身碟、相機記憶卡、手機、固態硬碟(SSD)等等。
NAND Flash 傳輸資料是基於大量的浮動閘極電晶體,這些電晶體位於以封裝在晶片上的許多平行的行和列中。
每個行有多個記憶單元,而每個記憶單元則是一個封裝閘極結構。
具體的工作原理如下:1. 程序:當要寫入資料到 NAND Flash 時,首先將所有位入設定為"1",表示閘極中沒有電荷。
這個過程被稱為擦除操作。
下一步是將所需的資料逐位地寫入到 NAND Flash 中。
這些位通常是以分頁為單位進行寫入。
寫入操作是將位值由 "1" 改變為 "0",這需要提供一個高電壓以將帶電的電子注入到閘極中。
2.讀取:讀取操作是將閘極中的電荷量測出來以確定位的值。
讀取是基於閘極電壓的降低來執行的。
如果閘極中有電荷,閘極電壓會較高,表示位的值為"0",反之則為"1"。
3. 擦除:由於閘極中電荷的累積效應,當 NAND Flash 中的位被寫入了很多次後,閘極中的電荷會逐漸消散,導致讀取操作的準確性下降。
為了解決這個問題,NAND Flash 需要進行擦除操作,將所有位設定為"1",將閘極中的電荷完全清除。
4. 清除區塊:NAND Flash 通常以區塊為單位進行擦除操作。
每個區塊通常包含多個頁(Page),每個頁包含多個位(bit)。
當需要擦除個區塊時,整個區塊的位都會被設定為 "1"。
擦除操作是以數千次的速度進行的。
5. 控制器:NAND Flash 需要配合控制器來執行存取操作。
控制器負責管理位的寫入、讀取和擦除,並將資料存放在適當的位中。
nand_flash读写工作原理_概述说明
nand flash读写工作原理概述说明1. 引言1.1 概述NAND Flash是一种非常常见和重要的存储设备,被广泛应用于各种电子产品中。
它的独特设计使得它成为一种高性能、低功耗、擦写可靠且具有较大容量的存储器解决方案。
由于其许多优点,NAND Flash在移动设备、个人电脑、服务器以及其他许多领域都有着广泛的应用。
1.2 文章结构本文将详细介绍NAND Flash的读写工作原理,并探讨其在存储领域中的优势与应用场景。
首先,我们将简要介绍NAND Flash的基本概念和特点,包括其结构和组成部分。
然后,我们将重点讲解NAND Flash进行读操作和写操作时所涉及的工作原理和步骤。
通过对这些原理的详细阐述,读者将能够全面了解NAND Flash如何实现数据的读取和写入。
除此之外,我们还将探讨NAND Flash相对于其他存储设备的优势,并介绍几个典型应用场景。
这些优势包括快速读写速度、低功耗、体积小且轻便、强大的耐久性以及较大的存储容量。
在应用场景方面,我们将重点介绍NAND Flash 在移动设备领域、物联网和服务器等各个行业中的广泛应用。
最后,我们将进行本文的小结,并对NAND Flash未来的发展进行展望。
通过全面了解NAND Flash的工作原理和优势,读者将能够更好地理解其在现代科技领域中的重要性,并对其未来发展趋势有一个清晰的认识。
1.3 目的本文的目的是通过对NAND Flash读写工作原理进行详细说明,使读者能够全面了解NAND Flash是如何实现数据读写操作的。
此外,我们还旨在向读者展示NAND Flash在存储领域中所具有的优势和广泛应用场景,使其意识到这一存储设备在现代科技产业中所扮演的重要角色。
希望通过本文,读者能够加深对NAND Flash技术的理解,并为相关领域或产品的研发与设计提供参考依据。
2. NAND Flash读写工作原理:2.1 NAND Flash简介:NAND Flash是一种非易失性存储器,采用了电子闪存技术。
mini2440 nandflash操作总结
Mini2440 nand flash 操作总结首先要感谢CSDN论坛的赵春江老师的文章。
这篇文章基本上是他文章的内容。
百度上搜“CSDN 赵春江”就能找到。
一:硬件连接Nand flash操作对于自己编写mini2440启动代非常关键。
因为一般来说,嵌入式系统都有一片nand flash用来作为存储器。
所以掌握nand flash 的操作非常的必要和关键。
在操作之前,首先应该对nand flash 的硬件上有一定的了解。
我的mini2440板子自带的是K9F1G08U0A。
大小是128M。
其芯片上的重要引脚如下:I/O0~I/O7:数据总线,用于nandflash的所有命令,地址的输入,和数据的双向传输.CE:芯片使能引脚CLE (Command Latch Enable):命令锁存允许引脚ALE(Address Latch Enable):地址锁存允许引脚WE/:写芯片允许引脚RE/:读芯片允许引脚RB:状态读取引脚(低电平表示忙;高电平表示空闲)其他引脚:诸如电源之类因为S3C2440硬件自带有nand flash控制器,所以具有相对应的引脚可以和nand flash 芯片连接。
系统总线引脚DA TA0~DA TA7:直接与I/O0~I/O7相连接nFCE/GPA22 :直接与CE引脚相连CLE/GPA17:直接与CLE引脚相连ALE/GPA18 :直接与ALE引脚相连nFWE/GPA19:直接与WE/引脚相连nFRE/GPA20 :直接与WE/引脚相连FRnB:直接与RB引脚相连除此之外,S3C2440还有另外几个引脚用于配置nandflash控制器。
比如页大小,地址周期数等等。
这些引脚主要有如下:OM[1:0] ; NCON ; GPG13 ; GPG14 ; GPG15。
他们的配置方式在S3C2440说明书上已经很详细。
所以综上所述,S3C2440 与nandflash(K9F1G08U0A)的硬件连接图如下所示:二:nand flsah 工作原理简介Nand flash 主要是用于大容量的存储。
NandFlash启动过程详解
NandFlash启动过程详解NAND Flash是一种流行的非易失性存储技术,它可以用于嵌入式系统的启动过程中。
以下是NAND Flash启动过程的详细解释。
1. 电源投入:启动过程始于将电源连接到系统上。
一旦电源被投入,NAND Flash芯片便开始工作。
芯片内部会进行一系列初始化操作,以确保其正常运行。
2. 主控器初始化:NAND Flash芯片的主控器是其核心部分,它控制着所有数据的读取和写入操作。
在启动过程中,主控器需要进行初始化,以确保它可以正确地与系统中的其他组件进行通信。
3. 片选操作:由于可能存在多个NAND Flash芯片连接到同一个总线上,因此需要使用片选操作来选择要进行读取和写入操作的特定芯片。
在启动过程中,首先需要选择正确的芯片。
4. 地址传输:NAND Flash芯片存储数据的方式是按块存储,而不是按字节存储。
因此,在进行读取和写入操作之前,需要先传输正确的地址以指示要操作的块和页。
5. 读取操作:在启动过程中,通常需要从NAND Flash芯片中读取引导程序代码。
读取操作涉及到将芯片中的数据按照正确的地址传输到系统的内存中。
6. 缓冲区操作:由于NAND Flash芯片的读取速度相较于内存较慢,因此在读取操作中通常会使用缓冲区来提高读取速度。
在读取操作期间,数据会首先存储在缓冲区中,然后再传输至系统的内存中。
7. 写入操作:除了读取操作外,启动过程中还可能需要将数据写入到NAND Flash芯片中。
写入操作涉及将数据从系统的内存中传输到合适的块和页。
8. 擦除操作:NAND Flash芯片的数据存储是按块而不是按页进行的。
因此,在进行写入操作之前,可能需要先擦除芯片中的一些块。
擦除操作会将一些块中的所有数据都清除,以便进行写入操作。
9. 引导加载:启动过程的最后阶段是引导加载,它涉及将引导程序代码从NAND Flash芯片中加载至系统的内存中。
一旦引导程序代码被加载,系统便可以开始执行并启动其他组件。
nand flash架构读取操作原理
nand flash架构读取操作原理
NAND Flash是一种非易失性存储器,其读取操作原理如下:
1. 数据存储:NAND Flash将数据存储在一组互相连接的存储单元(或称为“存储块”),每个存储单元存储一个或多个数据位。
2. 读取操作:当进行读取操作时,控制器发送一个读取命令给NAND Flash芯片。
读取命令包括存储单元的地址,用于指示需要读取的数据位在哪个存储单元中。
3. 地址解码:NAND Flash芯片通过解码器将接收到的地址信号解码为特定的存储单元。
4. 数据传输:一旦解码,NAND Flash芯片会将请求的数据位传输给控制器。
数据传输是通过读取线路进行的,其中包括数据线和引脚,以便将数据传输到控制器。
5. 数据返回:NAND Flash芯片将请求的数据位返回给控制器后,控制器可以根据需要将数据传输到主机系统的内存中。
需要注意的是,NAND Flash芯片的读取操作是以块为单位进行的,而不是以字节或位为单位。
这是因为每个存储单元中的数据位是同时读取的。
因此,如果需要读取少于一个存储块的数据,控制器仍会读取整个存储块,并从中提取所需数据,这会导致一定的浪费。
NandFlash存储结构及控制方法
NandFlash存储结构及控制方法Nand Flash存储结构及控制方法(K9F1G08)2011-02-26 15:05:59| 分类:默认分类 | 标签:mini2440nandflash k9f1g08 |字号订阅一、NAND Flash介绍和NAND Flash控制器的使用NAND Flash在嵌入式系统中的作用,相当于PC上的硬盘常见的Flash有NOR Flash和NAND Flash,NOR Flash上进行读取的效率非常高,但是擦除和写操作的效率很低,容量一般比较小;NAND Flash进行擦除和写操作的效率更高,并且容量更大。
一般NOR Flash用于存储程序,NAND Flash 用于存储数据。
1)NAND Flash的物理结构笔者用的开发板上NAND Flash型号是K9F1G08,大小为128M,下图为它的封装和外部引脚I/O0-I/O7 数据输入/输出CLE 命令锁存使能ALE 地址锁存使能CE 芯片使能RE 读使能WE 写使能WP 写保护R/B 就绪/忙输出信号Vcc 电源Vss 地N.C 不接K9F1G08功能结构图如下K9F1G08内部结构有下面一些功能部件①X-Buffers Latches & Decoders:用于行地址②Y-Buffers Latches & Decoders:用于列地址③Command Register:用于命令字④Control Logic & High Voltage Generator:控制逻辑及产生Flash所需高压⑤Nand Flash Array:存储部件⑥Data Register & S/A:数据寄存器,读、写页时,数据存放此寄存器⑦Y-Gating⑧I/O Buffers & Latches⑨Global Buffers⑩Output DriverNAND Flash 存储单元组织结构图如下:K9F1G08容量为1056Mbit,分为65536行(页)、2112列,每一页大小为2kb,外加64字节的额外空间,这64字节的额外空间的列地址为2048-2111 命令、地址、数据都通过IO0-IO7输入/输出,写入命令、地址或数据时,需要将WE、CE信号同时拉低,数据在WE 信号的上升沿被NAND FLash锁存;命令锁存信号CLE、地址锁存信号ALE用来分辨、锁存命令或地址。
NANDflash读写擦除操作
NANDflash读写擦除操作NAND flash读写擦除操作本⽂主要介绍SAMSUNG公司的S3C2410处理器和K9F1208NAND flash的读写擦除操作。
⼀、K9F1208NAND flash芯⽚介绍S3C2410处理器集成了8位NAND flash控制器。
因NAND flash K9F1208、K9F1G08的数据页⼤⼩分别为512B、2KB,在寻址⽅式上有⼀定的差异,所以程序代码并不通⽤。
K9F1208的器件存储容量为64M字节和2048K字节的spare存储区,8位I/O 端⼝采⽤地址、数据和命令复⽤的⽅法。
该器件的引脚图如下所⽰该器件的引脚功能描述如下表所⽰引脚名称英⽂描述描述I/O0~I/O7Data input/outputs数据输⼊输出CLE Command latch enable命令锁存使能ALE Address latch enable地址锁存使能CE#Chip enable⽚选RE#Read enable读使能WE#Write enable写使能WP#Write protect写保护R/B#Ready/Busy output准备好/忙碌输出VCC Power(+2.7V~3.6V)电源(+2.7V~3.6V)VSS Ground地N.C No connection空引脚NAND flash的数据是以bit的⽅式保存在memory cell。
⼀般⼀个cell中只能存储⼀个bit。
这些cell以8个或者16个为单位,连成bit line,形成所谓的byte(X8)/word(X16),这就是NAND device的位宽。
这些line组成page,page再组织形成⼀个block。
K9F1208的相关数据如下:1block=32page;1page=528byte=512byte(main area)+16byte(spare area)总容量为=4096(block)*32(page/block)*512(byte/page)=64MBNAND flash以页为单位读写数据,⽽以块为单位擦除数据。
nand flash读写原理
nand flash读写原理
NAND Flash是一种非易失性存储器,存储数据的方式采用了NAND门的逻辑结构。
其读写原理如下:
读取数据:
1. 首先,控制器会向NAND Flash发送要读取的数据的地址信息。
2. NAND Flash读取到地址信息后,开始查找所需的数据,将数据以页的形式发送给控制器。
3. 控制器对收到的数据进行校验,确保读取的数据没有错误。
写入数据:
1. 接收到数据后,控制器会将要写入的数据分成数据块,并分别进行处理。
2. 控制器将数据块写入NAND Flash中。
3. NAND Flash先将原有的数据进行擦除,并将新数据写入擦除后的空页面。
4. 写入操作结束,控制器对写入的数据进行校验,确保写入的数据没有错误。
需要注意的是,NAND Flash是按页进行读写操作的,一个页面的大小一般为512字节或1KB,因此每次读写操作的数据都必须是页面的整数倍。
同时,每次写入操作会导致该页面的原有数据被擦除,因此需要谨慎选择写入时机。
nand flash 读写(基本操作)
开场白:希望通过这篇文章记录一下自己在调试NAND flash的经验。
希望对大家有用。
上个月搞了一块开发板QT210。
说实话没有找到很多的datasheet就开始搞了。
最早还是从boot说起,说到这这里不得不提到boot中打印的错误信息****CRC Error*****。
最后还是决定静心调试看看怎么回事。
结果发现资料还是确少,怎么办?找了以前的omap开发板。
(个人觉得omap的板子BSP还是做的比较好的)。
在omap上调试了一下并测试了一些基本的NAND的读写操作。
210的板子准备在linux中使用MTD去管理者块flash。
并且留下了疑问:s5pc110的片子memory map给nand 和onenand留下了256MB的空间,但是210的板子使用的是三星的1GMB的flash。
多余的7百多兆的flash的空间如何管理?nand bsp分析:型号:MT29F2G16xxxx硬件平台:omap3530在分析之前,确定硬件平台和device的型号还是很有必要的。
应为在3530的板子上是使用的LPDDR(micron)。
在以前的工作中和供应商打过交道。
其实flash的型号以及位宽和一些其他的参数可以从芯片的命名的法则上了解。
在查阅了相关文档后确定NAND的型号。
基本的read函数。
下来了解一下nand的操作时序:io是复用的。
即是data又是cmd。
但是注意16bits位宽的device在cmd和寻址时候是8bits位宽,数据读出时候是16bits位宽。
简单通过一个函数:read,但是在read之前先要把上图中现实的cmd 以及addr作用到总线上。
这就是软件的作用了。
在这里不得不提一下omap的GPMC。
其实这就是一个包含NAND Controller的硬件模块。
具体的初始化和寄存器设置工作状态在别的文章中解释。
(GPMC的设置也是要花时间去调试和跟踪的,不想影响了NAND的分析)只要记住软件正确的操作了GPMC相关的NAND控制器,就是对NAND devide进行相关操作了。
nandflash基础——基本操作
nandflash基础——基本操作
nand flash最基本的操作就是读写擦。
读
对于处于被擦除状态的cell, Vth都在0V(Vread)以下;而被写之后的cell,Vth则处于0V(Vread)和Vpassr之间。
Vpassr在4V以下。
根据这样的特性,则可以通过设置偏置电压来使cell处于导通状态。
当需要读取一个cell时,在栅极(gate)上需要提供一个Vread 电压(0V),在其他的cell上加上一个Vpass,r电压,通常在4-5V,这个电压是大于Vpassr的,足以使cell导通,无论是在被擦除状态和被写的状态。
这样的话,string上的导通情况就由被读取的cell状态决定。
如果这个cell是被擦除的,0V的电压就足以导通;如果这个cell是被写过的,则0V不足以使其导通。
于是存在两种状态,可以代表一个bit 的信息。
导通状态下,string上就存在电流,通过sense amplifier可以转换为电压信号。
写。
nand flash的工作原理
nand flash的工作原理NAND Flash是一种常见的闪存存储器,被广泛应用于各种移动设备和存储媒体中。
它的工作原理可以大致分为三个方面:内部结构、写入和擦除操作。
首先,我们来了解一下NAND Flash的内部结构。
NANDFlash由一系列的存储单元组成,每个存储单元可以存储一个或多个比特的数据。
这些存储单元以阵列的形式排列,每个阵列都包含了多个页(Page)和块(Block)。
页是存储最小单位,而块则由多个页组成。
写入操作是NAND Flash中的一个核心过程。
当需要将数据写入NAND Flash时,首先将数据编程为特定的电压级别。
然后,通过选择线(Word Line),将数据编程到目标页中的存储单元中。
编程过程中,经常使用的一种技术是通过Fowler-Nordheim隧道效应,将电荷注入到浮动栅(Floating Gate)中。
浮动栅的电荷状态决定了存储单元的数据值。
擦除操作是另一个重要的操作,用于将存储单元中的数据全部清除。
NAND Flash中的存储单元是以块的形式进行擦除。
擦除时,将整个块的存储单元中的数据都置为1。
为了实现块的擦除,需要将块连接到高压电源进行擦除操作。
NAND Flash还有一个重要的特点是无法直接对特定的存储单元进行读取或修改。
为了读取数据,需要先选中特定的页,然后读取该页中的数据。
而对于更改数据,需要先将目标页的数据擦除,然后进行写入操作。
总结来说,NAND Flash的工作原理涉及到内部结构、写入和擦除操作。
通过电荷注入和擦除操作,实现数据的存储和擦除。
同时,需要注意NAND Flash的特点,例如只能页级读取和编程、块级擦除等。
这些特点决定了NAND Flash在存储器领域的广泛应用。
NANDFLASH编程总结
NANDFLASH编程总结NAND闪存编程是指对NAND闪存芯片进行数据存储和擦除的过程。
NAND闪存是一种非易失性存储设备,被广泛应用于各种电子设备,如固态硬盘、闪存存储卡和移动设备等。
本文将对NAND闪存编程的一些基本概念、编程流程和注意事项进行总结。
一、NAND闪存基本概念NAND闪存由多个存储单元组成,每个存储单元可以存储一个或多个数据位。
存储单元分为页、块和平面。
每个页通常包含512个字节的数据和16个字节的校验。
一个块包含多个页,通常为64或128页。
一个平面包含多个块,通常为2048或4096块。
数据在NAND闪存中以块为单位进行擦除和编程操作。
二、NAND闪存编程流程1.擦除:首先,需要对整个块进行擦除操作,将块中的数据全部清除,以便写入新的数据。
擦除操作是一种高耗能、高时间延迟的操作,会导致NAND闪存寿命的损失,因此需要谨慎使用。
2.数据编程:一旦块被擦除,就可以开始数据编程。
数据编程是将数据写入已经擦除的块的过程。
编程操作通常在页的粒度进行,可以将数据以页为单位分成多次写入。
3.数据校验:在编程操作完成后,需要对已经编程的数据进行校验,以确保数据的正确性。
通常,每个页中的校验字节会存储之前数据的校验结果,编程操作后会重新计算并与之前的校验字节进行比较。
4.数据补齐:如果编程的数据不满一页,需要进行数据补齐操作,以保持页的对齐。
补齐操作可以在数据编程或校验之前进行。
5.坏块管理:在使用NAND闪存时,可能会遇到一些坏块,即无法正常擦除和编程的块。
在编程过程中需要进行坏块管理,即跳过这些坏块,避免对坏块进行擦除和编程操作。
三、NAND闪存编程注意事项1.写入范围限制:对于已经编程的页,不能对其进行覆盖写入。
如果需要修改已经编程的数据,需要先擦除整个块,再重新进行编程操作。
2.块擦除次数限制:每个块允许的擦除次数有限,超过允许次数后,块将被认定为坏块。
因此,在编程过程中应尽量避免多次擦除同一块。
Nand Flash的读写操作
NandFlash的读写操作正如硬盘的盘片被分为磁道,每个磁道又分为若干扇区,一块nand flash也分为若干block,每个block分为如干page。
一般而言,block、page之间的关系随着芯片的不同而不同,典型的分配是这样的:1block = 32page1 page = 512bytes(datafield) + 16bytes(oob)需要注意的是,对于flash的读写都是以一个page开始的,但是在读写之前必须进行flash 的擦写,而擦写则是以一个block为单位的。
同时必须提醒的是,512bytes理论上被分为1st half 和2sd half,每个half各占256个字节。
我们讨论的K9F1208U0B总共有4096 个Blocks,故我们可以知道这块flash的容量为4096 *(32 *528)= 69206016 Bytes = 66 MB但事实上每个Page上的最后16Bytes是用于存贮检验码和其他信息用的,并不能存放实际的数据,所以实际上我们可以操作的芯片容量为4096 *(32 *512) = 67108864 Bytes = 64 MB 由上图所示,1个Page总共由528 Bytes组成,这528个字节按顺序由上而下以列为单位进行排列(1列代表一个Byte。
第0行为第0 Byte ,第1行为第1 Byte,以此类推,每个行又由8个位组成,每个位表示1个Byte里面的1bit)。
这528Bytes按功能分为两大部分,分别是Data Field和Spare Field,其中Spare Field占528Bytes里的16Bytes,这16Bytes是用于在读写操作的时候存放校验码用的,一般不用做普通数据的存储区,除去这16Bytes,剩下的512Bytes便是我们用于存放数据用的Data Field,所以一个Page上虽然有528个Bytes,但我们只按512Bytes进行容量的计算。
NAND_FLASH_编程总结
NAND FLASH 操作总结目前NAND FLASH主要是SAMSUNG、TOSHIBA两家公司生产。
本文我们主要讨论这两家的产品型号。
另外我们还会讨论Hitachi的AND Flash,为了内容条理起见,我们将分别讨论SAMSUNG、TOSHIBA的Bi nary Flash,详细说明:1、各个厂家各个型号Flash的操作时序、以及这些操作在USB —闪存盘控制器”中的影响;2、同一厂家不同型号间的区别、不同厂家之间的区别;然后讨论TOSHIBA 的MLC Flash ;最后我们要考虑一下AND Flash的情况,并给出一个初步的结论:我们是否需要支持AND Flash。
通过这些比较,给出一个较明确的结论:我们的USB —闪存盘控制器”需要支持的Flash操作有那些,时序图如何!SAMSUNG :SAMSUNG推出的NAND Flash 主要有以下容量:32Mbit、64Mbit、128Mbit、256Mbit、512Mbit、1Gbit、2Gbit、4Gbit 通常,我们把其中的1Gbit、2Gbit、4Gbit叫做大容量”,其余的则不加强调。
32Mbit、64Mbit、128Mbit、256Mbit、512Mbit 的Flash 的特性基本相似:Orga ni zati on-Data Register : (512 + 16) ByteAutomatic Program and Erase-Page Program : (512 + 16)Byte-Block Erase : (8K + 256)Byte/(16K + 512)Byte528-Byte Page Read Operation-Random Access : 10 s(Max.)-Serial Page Access : 50n s(Mi n.)Fast Write Cycle Time-Program time : 200 s(typ.)-Block Erase time : 2ms(typ.)Flash操作包括基本的七种操作:Read1、Read2、Read ID、Reset、Page Program、Block Erase、Read Status512Mbit的Flash引入了Plane "和Copy-Back "的概念,并为此增加了四种新的操作但却放弃了128Mbit、256Mbit中Seque ntial Data In put "操作,这四种操作是:针对Plane "的Page Program(Dummy) 、Multi_Plane Block Erase 、Read Multi_Plane Status针对Copy-Back "的Copy_Back Program1Gbit、2Gbit、4Gbit (大容量)的操作基本相同,但他们比一般Flash多了Copy-Back、Cache Program 的功能:Orga ni zati on- Data Register : (2K + 64) Byte- Cache Register : (2K + 64) ByteAutomatic Program and Erase-Page Program : (2K + 64)Byte-Block Erase : (128K + 4K)BytePage Read Operati on-Ran dom Access : 25s(Max.)Serial Page Access : 50 ns(Mi n.)Fast Write Cycle Time-Program time : 300~400s(typ.)-Block Erase time : 2ms(typ.)大容量Flash操作包括七种基本操作中的六种:Read、Read ID、Reset、Page Program、Block Erase、Read Status ,大容量Flash 的Page不再分为A、B、C区,所以也不再有Read1、Read2的区分。
nand flash工作原理
nand flash工作原理NAND Flash是一种非易失性存储设备,常用于闪存卡、固态硬盘等产品中。
它的工作原理如下:1. 基本结构:NAND Flash由许多存储单元组成,每个存储单元可以存储一个或多个比特的数据。
存储单元被分为页(page)和块(block),每页通常为2KB或4KB,每块通常为128KB或256KB。
2. 存储原理:NAND Flash使用电荷量来存储数据。
每个存储单元中的栅极上存储了一定数量的电子,表示为1或0。
当需要读取或写入数据时,通过对栅极施加适当的电压来控制电荷量。
3. 读取操作:读取操作通过施加一定的电压来检测栅极上的电荷量。
如果电荷量高于某个阈值,表示存储单元为1;如果低于阈值,表示存储单元为0。
4. 写入操作:写入操作分为擦除和编程两个步骤。
- 擦除:Flash存储单元只能整体擦除,即擦除一个块中的所有页。
擦除操作通过施加高压来清空存储单元中的电荷。
- 编程:编程操作将数据写入存储单元。
首先,通过施加适当的电压来擦除存储单元;然后,根据数据位的值,通过施加不同的电压将电荷送入或排出存储单元。
写入操作将改变存储单元中的电荷量,从而改变存储数据的状态。
5. 坏块管理:由于NAND Flash存储单元的不可靠性,会出现一些坏块。
为了保证数据的可靠性和存储空间的利用率,NAND Flash使用坏块管理算法来跳过坏块,将其标记并不再使用。
总之,NAND Flash通过控制存储单元中的电荷量来存储数据,具有读取速度快、电源断电后数据仍能保存的特点,广泛应用于各种存储设备中。
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NAND FLASH相对于NOR FLASH而言,其容量大,价格低廉,读写速度都比较快,因而得到广泛应用。
NOR FLASH的特点是XIP,可直接执行应用程序,
1~4MB时应用具有很高的成本效益。
但是其写入和擦除的速度很低直接影响了其性能。
NAND FLASH不能直接执行程序,用于存储数据。
在嵌入式ARM应用中,存储在其中的数据通常是读取到SDROM中执行。
因为NAND FLASH主要接口包括
几个I/O口,对其中的数据都是串行访问,无法实现随机访问,故而没有执行程序。
NAND FLASH接口电路是通过NAND FLAH控制器与ARM处理器相接的,许多ARM处理器都提供NAND FLASH控制器,为使用NAND FLASH带来巨大方便。
K9F2G08U0B是三星公司的一款NAND FLASH产品。
K9F2G08U0B包含8个I/O,Vss、Vcc、以及控制端口(CLE、ALE、CE、RE、WE、WP、R/B)。
其存储结构分块。
共2K 块
每块大小16 页
每页大小2K + 64BYTE
即容量=块数×页数×每页大小=2K×16×(2K + 64BYTE)=256M BYTE + 8M BYTE
NAND FLASH控制器提供了OM[1:0]、NCON、GPG13、GPG14、GPG15共5个信号来选择NAND FLASH启动。
OM[1:0]=0b00时,选择从NAND FLASH启动。
NCON:NAND FLASH类型选择信号。
GPG13:NAND FLASH页容量选择信号。
GPG14:NAND FLASH地址周期选择信号。
GPG15:NAND FLASH接口线宽选择。
0:8bit总线宽度;1:16bit总线宽度。
访问NAND FLASH
1)发生命令:读、写、还是擦除
2)发生地址:选择哪一页进行上述操作
3)发生数据:需要检测NAND FLASH内部忙状态
NAND FLASH支持的命令:
#define CMD_READ1 0x00 //页读命令周期1
#define CMD_READ2 0x30 //页读命令周期2
#define CMD_READID 0x90 //读ID 命令
#define CMD_WRITE1 0x80 //页写命令周期1
#define CMD_WRITE2 0x10 //页写命令周期2
#define CMD_ERASE1 0x60 //块擦除命令周期1
#define CMD_ERASE2 0xd0 //块擦除命令周期2
#define CMD_STATUS 0x70 //读状态命令
#define CMD_RESET 0xff //复位
#define CMD_RANDOMREAD1 0x05 //随意读命令周期1
#define CMD_RANDOMREAD2 0xE0 //随意读命令周期2
#define CMD_RANDOMWRITE 0x85 //随意写命令
将NAND FLASH与NAND FLASH控制器硬件连接好了,需要配置GPACON、NAND FLASH。
1)配置GPACON
将GPA17~GPA22设置为NAND FLASH控制器信号(即NAND FLASH的控制信号)。
rGPBCON |= (0x3F<<17);
2)配置NAND FLASH
主要是初始化寄存器NFCONF中的TACLS、TWRPH0、TWRPH1这三个位。
TACLS:表征了CLE/ALE锁存信号优秀奥到写使能这段时间,= HCLK时钟周期 × TACLS TWRPH0:表征了写使能的持续时间。
= HCLK时钟周期 × (TWRPH0 + 1)
TWRPH1:表征了写无效到锁存无效之间的时间。
= HCLK时钟周期 × (TWRPH1 + 1) TACLS、TWRPH0、TWRPH1的值由NAND FLASH手册中的tCLS-tWP、tWP、tCLH确定。
初始化NAND FLASH:
1)寄存器NFCONT,用于开启NAND FLASH控制器;
2)向寄存器NFCMD写入命令;
3)向寄存器NFADDR写入地址;
4)使用寄存器NFDATA进行数据的读写,在此期间需要不断的检测寄存器NFSTAT来获知NAND FLASH的状态(忙/闲);
写NAND FLASH:
1)发送页写入命令0x80;
2)发送页地址;
3)发送要写入的数据;
4)发送写入确定命令0x10;
5)检测忙信号;
读NAND FLASH:
1)发送页读取命令0x00;
2)发送页地址;
3)发送页读取确认命令0x30;
4)检测忙信号;
5)从ARM处理器寄存器NFDATA中读取数据。
为什么读写读需要两次命令呢?
接收到第一个命令时数据先被写入到NAND FLASH的数据寄存器(Data regirester & S/A)里,接收到第二个命令后数据才写到对应的存储单元中。
接收到第一个读命令时先进行读读操作开始,接收到第二个读命令时数据从内部存储单元中复制到NAND FLASH的数据寄存器(Data regirester & S/A)里。
擦除NAND FLASH:
1)块擦除命令0x60;
2)发送块地址;
3)块擦除确认命令0xD0;
4)检测忙信号。
杨国文
2012年5月7日 15:03:15
void NF_Init(void)
{
rGPACON &= ~(0x3F<<17);//配置为NAND FLASH控制器
rGPACON |= (0x3F<<17);
rNFCONF = ((TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4));//设置时序参数
rNFCONT = ((0<<12)|(1<<0));//关闭加密,使能NAND FLASH控制器
/*一定要关闭加密位,不然没有办法写入,加密位处在NFCONT第12位,
该位初始状态为1(加密),需要注意不能使用或,直接赋值*/
rNFSTAT = 0;//有关状态位清零
NF_Reset();
}
注意:
rNFCONT |= ((0<<12)|(1<<0));//这样写的话是一定不能实现向nandflash写入数据的!
今天下午因为没有仔细阅读数据手册,而误以为加密位的初始状态为0而使用或操作,造成不能正确读写nandflash。
调试了一下午,才发现问题了。
擦,原来就这么点问题!
下午的实验同时也练习了一下UART的使用,不过是其很简单的用法,采用查询的方式发送接收数据。