基于dsPIC30F6010A的并口NANDFlash驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、    基于dspic30f6010a的并口nandflash驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    陸鵬摘 要本文通過分析8位并口nand flash的工作時(shí)序，設(shè)計(jì)其在dspic30f 6010a單片機(jī)下的軟件驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對nand flash的讀寫擦除等各種操作。關(guān)鍵詞nand flash;dspic30f6010a;并口;驅(qū)動(dòng)中圖分類號： tp316.2             文獻(xiàn)標(biāo)識碼： adoi：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.09.0440 前言nand flash

2、是嵌入式設(shè)計(jì)中常見的存儲器。8位并口nand flash是指數(shù)據(jù)線寬度為8位，通信接口為并行接口的nand flash，在其與微處理器的配合應(yīng)用中，nand fla sh與微處理器一般采用如圖1所示的連接方式。微處理器軟件驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)nand flash的工作時(shí)序，通過配置相關(guān)寄存器進(jìn)行相應(yīng)操作來實(shí)現(xiàn)的。本文中nand flash使用micron公司的mt29f2g08系列進(jìn)行說明，微處理器則使用了microchip公司的16位高性能單片機(jī)dspic30f6010a。1 nand flash信號時(shí)序從軟件驅(qū)動(dòng)角度來講，nand flash最基本的操作有四種，即命令輸入、地址輸入、數(shù)據(jù)輸入、

3、數(shù)據(jù)輸出。所有的nand flash接口命令都是由這四種操作組合而成，以mt29f2g08的read page命令為例，它是由兩個(gè)命令輸入操作（0x00，0x30）、五個(gè)地址輸入操作以及若干數(shù)據(jù)輸出操作組成，read page命令時(shí)序如圖2所示。因此如果在微處理上實(shí)現(xiàn)這四種基本操作，就能實(shí)現(xiàn)所有的接口命令，即實(shí)現(xiàn)了nand flash的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)這四種操作，我們需要明確兩個(gè)內(nèi)容：一，四種操作中接口信號的電平;二，接口信號及各信號之間的時(shí)間要求。這兩項(xiàng)內(nèi)容均在nand flash的器件手冊上有明確要求。以mt29f2g08為例，在它的的異步接口模式列表中（表1），我們可以得到四種操作的接

4、口信號電平要求。以命令輸入（comm and input）為例，從表1中可以得到接口信號電平要求為：當(dāng)ce#為低，cle為高，ale為低，we#的上升沿，wp#為高時(shí)，完成命令輸入操作。接口信號及各信號之間的時(shí)間要求通過時(shí)序定義來得到。命令輸入的時(shí)序定義如圖3所示，接口信號的時(shí)間要求在表2中列出。因命令輸入發(fā)生在we#上升沿，因此與we#上升沿相關(guān)的幾個(gè)時(shí)間是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在：twp寫使能脈沖寬度時(shí)間-最小為10ns;tds數(shù)據(jù)建立時(shí)間-最小7ns，即命令輸入后we#需至少保持使能7ns才可以置高;tdh數(shù)據(jù)保持時(shí)間-最少5ns，即we#置高后命令需要至少保持5ns;tcls命令鎖存使能建立時(shí)間

5、-最少10ns;tclh命令鎖存使能保持時(shí)間-最小為5ns，即we#置高后cle需至少保持為高5ns。得到接口信號的電平和時(shí)間要求后，就可以在微處理器上編程實(shí)現(xiàn)對nand flash的各種操作。2 軟件驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)在進(jìn)行nand flash驅(qū)動(dòng)編程之前，我們需要對微處理器dspic30f6010a的i/o按照圖1所示的連接方式進(jìn)行配置，分別將ce#、re#， we#、r/b#、ale、cle、wp#、i/o7：0配置到所需的i/o口，其中ce#、re#、we#、ale、cle、wp#為輸出端口，r/b#為輸入端口，i/o7：0在命令輸入、地址輸入、數(shù)據(jù)輸入三種操作時(shí)為輸出端口，在數(shù)據(jù)輸出操作時(shí)為輸

6、入端口。時(shí)間方面，本例中dspic30f6010a系統(tǒng)時(shí)鐘設(shè)置為24mhz，因此指令周期fcy為24mhz/4為6mhz，即一條指令所用時(shí)間為167ns。以命令輸入操作為例，將其定義為函數(shù)flashwritecmd（），為函數(shù)定義一個(gè)參數(shù)cmd，根據(jù)上一小節(jié)所講，按照命令輸入的時(shí)序要求，將函數(shù)編寫如下：void flashwritecmd（unsigned char cmd）trisdata &= （0x00ff） ; / re0re7輸出ale=0;cle=1;_nop_（）;  _nop_（）; /tclswe=0;_nop_（）;  _nop_（）; _nop

7、_（）; _nop_（）;_nop_（）;  _nop_（）; _nop_（）; _nop_（）;_nop_（）;  _nop_（）; _nop_（）; _nop_（）;/twpdataout= （dataout  & 0xff00） | cmd）;_nop_（）;  _nop_（）; /tdswe=1;_nop_（）;  _nop_（）;  _nop_（）;/ tdh， tclhcle=0;按同樣思路完成其他三種基本操作的函數(shù)編程，分別定義為：地址輸入函數(shù)flashwriteaddr（），數(shù)據(jù)輸入函數(shù)flash wr ite

8、port（），數(shù)據(jù)輸出函數(shù)flashreadport（），以這四個(gè)函數(shù)為基礎(chǔ)即可實(shí)現(xiàn)所有接口命令函數(shù)，下面以接口命令read page為例說明。將read page命令定義為函數(shù)flashreadbyte（），為函數(shù)定義五個(gè)參數(shù)，read_num讀取字節(jié)數(shù)量，byteaddr字節(jié)地址，pageaddr頁地址，blockaddr塊地址，以及buf字節(jié)存儲位置。如圖1所示，read page命令需要首先發(fā)送命令0x00，然后發(fā)送五個(gè)周期的地址，再發(fā)送命令0x30，之后等待r/b#（rdy）信號為高后才能進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取，依此函數(shù)編程如下：void flashreadbyte（unsigned intr

9、ead_number，unsigned int byteaddr，unsignedchar pageaddr，unsigned int blockaddr，unsignedchar *buf）unsigned int j，ce=0;flashwritecmd（0x00）; /讀命令周期1flashwriteaddr（byteaddr&0xff）; /寫字節(jié)低位地址flashwriteaddr（byteaddr>>8）&0x3f）; /寫字節(jié)高位地址flashwriteaddr（pageaddr）; /寫頁地址flashwriteaddr（blockaddr>&

10、gt;1）&0xff）; /寫塊低位地址flashwriteaddr（blockaddr>>9）&0x0f）; /寫塊高位地址flashwritecmd（0x30）; /讀命令周期2delay_us（20）;nand_waitready（）;/等待rdy信號置高for（j=0;j<read_number;j+）< p>clrwdt（）;*buf=flashreadport（）; /讀取數(shù)據(jù)buf+;ce=1;依照類似方法可實(shí)現(xiàn)nand flash規(guī)定的所有接口命令。需要注意的是在實(shí)現(xiàn)函數(shù)時(shí)，要將時(shí)間留出余量，以免出現(xiàn)異常錯(cuò)誤。3 結(jié)論本文介紹的驅(qū)動(dòng)程序已經(jīng)應(yīng)用在項(xiàng)目中，實(shí)際結(jié)果顯示程序功能正確、穩(wěn)定可靠。雖然驅(qū)動(dòng)是基于dspic30f6010a單片機(jī)，但其方法可以用于任意微處理器，此外驅(qū)動(dòng)可適用于任何符合onfi1.0標(biāo)準(zhǔn)的nand flash器件，有良好的通用性。參考文獻(xiàn)1rino micheloni，luca crippa，alessi