NANDFALSH的原理及應(yīng)用介紹

1.引言本文闡述了一種通過FPGA實(shí)現(xiàn)對(duì)歐比特公司的大容量NANDFLASH芯片VDNF2T16VP193EE4V25的操作方法。設(shè)計(jì)中采用ALTERA公司FPGA芯片，利用自建IP搭建硬件平臺(tái)實(shí)現(xiàn)NANDFLASH的驅(qū)動(dòng)。該設(shè)計(jì)也可移植到其他FPGA上，可以很好地應(yīng)用在各嵌入式電子系統(tǒng)中。NANDFLASH被廣泛應(yīng)用于電子系統(tǒng)中作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。在各種高端電子系統(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）已被廣泛應(yīng)用。FPGA靈活的硬件邏輯能實(shí)現(xiàn)對(duì)NANDFLASH的讀寫操作。本文中闡述了一種基于NIOSII軟核的NANDFLASH的驅(qū)動(dòng)方法。2.VDNF2T16VP193EE4V25簡(jiǎn)介歐比特公司的VDNF2T16VP193EE4V25是一款容量為2Tb、位寬為16位的NANDFLASH，其內(nèi)部由8片基片拓?fù)涠桑渫負(fù)浣Y(jié)構(gòu)如下：圖1VD1D8G08VS66EE8T7B拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)其主要特性如下：?總?cè)萘?Tb;?位寬：16位;?SLC;?兼容ONFI2.2;?封裝：PGA193;?電源：+3.3V（VCC）、+1.8V（VCCQ）。3.VDNF2T16VP193EE4V25的控制器設(shè)計(jì)大容量NANDFLASH控制器設(shè)計(jì)包括一個(gè)IP核設(shè)計(jì)。其基于NIOSII的AVALON總線。AVALON總線能兼容大部分存儲(chǔ)器接口，IP核將AVALON總線時(shí)序轉(zhuǎn)接至NANDFLASH，從而對(duì)NANDFLASH進(jìn)行讀寫操作。IP邏輯主要有片選信號(hào)產(chǎn)生、ALE、CLE、RE、WE等控制信號(hào)的轉(zhuǎn)接。其中RE、WE信號(hào)可采用AVALON總線的RE、WE信號(hào);CLE、ALE采用總線地址的低2位進(jìn)行控制;片選數(shù)量較多可依據(jù)AVALON總線的byteen信號(hào)進(jìn)行譯碼產(chǎn)生。圖2控制器功能框圖//寫信號(hào)assignnand_wr_n={avalon_wr_n，avalon_wr_n，avalon_wr_n，avalon_wr_n};//讀信號(hào)assignnand_rd_n={avalon_rd_n，avalon_rd_n，avalon_rd_n，avalon_rd_n};//ALE信號(hào)，采用地址0assignnand_ale={avalon_add［0］，avalon_add［0］};//CLE信號(hào)，采用地址1assignnand_cle={avalon_add［1］，avalon_add［1］};//片選信號(hào)assignnand_cs_n［0］=temcs［0］|avalon_byteen_n［0］;assignnand_cs_n［1］=temcs［0］|avalon_byteen_n［1］;……IP核設(shè)計(jì)完成后采用QSYS進(jìn)行硬件平臺(tái)搭建，QSYS系統(tǒng)軟核對(duì)外引出信號(hào)有EPCS、UART、NANDFLASH接口，在QuartusII建立原理圖塊進(jìn)行編譯產(chǎn)生硬件信息。采用NiosIISoftwareBuildToolsforEclipse對(duì)QSYS進(jìn)行軟件編程可實(shí)現(xiàn)對(duì)NANDFLASH的驅(qū)動(dòng)。//NANDFLASH數(shù)據(jù)寄存器地址定義#defineNandFlashDataReg0（VDNF2T16_V1_0_BASE）//NANDFLASHALE寄存器地址定義#defineNandFlashAddReg0（VDNF2T16_V1_0_BASE+4）//NANDFLASHCLE寄存器地址定義#defineNandFlashCmdReg0（VDNF2T16_V1_0_BASE+8）……以下為讀取ID及壞塊的信息：******************************************************************Thecs=0NAND_FLASH‘sIDisRight，TheIDis=0x2c881a7a9000***********************************************************************Thiscs=0FLASH’sBank=0have5BadBlocks：Thenum=0BankLUN1‘snum=90isBadBlock.Thenum=0BankLUN1’snum=91isBadBlock.Thenum=0BankLUN1‘snum=1738isBadBlock.Thenum=0BankLUN2’sn