STM32使用FSMC控制NAND flash 例程

近幾天開發(fā)項(xiàng)目需要用到STM32驅(qū)動(dòng)NAND FLASH，但由于開發(fā)板例程以及固件庫是用于小頁（512B），我要用到的FLASH為1G bit的大頁（2K），多走了兩天彎路。以下筆記將說明如何將默認(rèn)固件庫修改為大頁模式以驅(qū)動(dòng)大容量NAND，并作驅(qū)動(dòng)。

本文硬件：控制器：STM32F103ZET6，存儲(chǔ)器：HY27UF081G2A

首先說一下NOR與NAND存儲(chǔ)器的區(qū)別，此類區(qū)別網(wǎng)上有很多，在此僅大致說明：

1、Nor讀取速度比NAND稍快
2、Nand寫入速度比Nor快很多
3、NAND擦除速度（4ms）遠(yuǎn)快于Nor（5s）
4、Nor 帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來尋址，可以很輕松的掛接到CPU地址和數(shù)據(jù)總線上，對(duì)CPU要求低
5、NAND用八個(gè)（或十六個(gè)）引腳串行讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)總線地址總線復(fù)用，通常需要CPU支持驅(qū)動(dòng)，且較為復(fù)雜
6、Nor主要占據(jù)1-16M容量市場(chǎng)，并且可以片內(nèi)執(zhí)行，適合代碼存儲(chǔ)
7、NAND占據(jù)8-128M及以上市場(chǎng)，通常用來作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)
8、NAND便宜一些
9、NAND壽命比Nor長
10、NAND會(huì)產(chǎn)生壞塊，需要做壞塊處理和ECC
更詳細(xì)區(qū)別請(qǐng)繼續(xù)百度，以上內(nèi)容部分摘自神舟三號(hào)開發(fā)板手冊(cè)

下面是NAND的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)：


正如硬盤的盤片被分為磁道，每個(gè)磁道又分為若干扇區(qū)，一塊nand flash也分為若干block，每個(gè)block分為如干page。一般而言，block、page之間的關(guān)系隨著芯片的不同而不同。
需要注意的是，對(duì)于flash的讀寫都是以一個(gè)page開始的，但是在讀寫之前必須進(jìn)行flash的擦寫，而擦寫則是以一個(gè)block為單位的。
我們這次使用的HY27UF081G2A其PDF介紹：
Memory Cell Array
= (2K+64) Bytes x 64 Pages x 1,024 Blocks
由此可見，該NAND每頁2K，共64頁，1024塊。其中：每頁中的2K為主容量Data Field，64bit為額外容量Spare Field。Spare Field用于存貯檢驗(yàn)碼和其他信息用的，并不能存放實(shí)際的數(shù)據(jù)。由此可算出系統(tǒng)總?cè)萘繛?K*64*1024=134217728個(gè)byte，即1Gbit。
NAND閃存顆粒硬件接口：


軟件驅(qū)動(dòng)：（此部分寫的是偽碼，僅用于解釋含義，可用代碼參見附件）
主程序：

#define BUFFER_SIZE 0x2000 //此部分定義緩沖區(qū)大小，即一次寫入的數(shù)據(jù)

#define NAND_HY_MakerID 0xAD //NAND廠商號(hào)

#define NAND_HY_DeviceID 0xF1 //NAND器件號(hào)

/*配置與SRAM連接的FSMC BANK2 NAND*/

NAND_Init();

/*讀取Nand Flash ID并打印*/

NAND_ReadID(&NAND_ID);

Tips:NAND器件的ID包含四部分：
1st Manufacturer Code
2nd Device Identifier
3rd Internal chip number, cell Type, Number of Simultaneously Programmed
pages.
4th Page size, spare size, Block size, Organization

if((NAND_ID.Maker_ID == NAND_HY_MakerID) && (NAND_ID.Device_ID == NAND_HY_DeviceID)) //判斷器件符合

{

/*設(shè)置NAND FLASH的寫地址*/

WriteReadAddr.Zone = 0x00;

WriteReadAddr.Block = 0x00;

WriteReadAddr.Page = 0x05;

/*擦除待寫入數(shù)據(jù)的塊*/

status = NAND_EraseBlock(WriteReadAddr);//寫入前必須擦出

/*將寫Nand Flash的數(shù)據(jù)BUFFER填充為從0x25開始的連續(xù)遞增的一串?dāng)?shù)據(jù) */

Fill_Buffer(TxBuffer, BUFFER_SIZE , 0x25);//填充數(shù)據(jù)以測(cè)試

/*將數(shù)據(jù)寫入到Nand Flash中。WriteReadAddr:讀寫的起始地址*/

status = NAND_WriteSmallPage(TxBuffer, WriteReadAddr, PageNumber); //主要寫入函數(shù)，此部分默認(rèn)為小頁需要修改

/*從Nand Flash中讀回剛寫入的數(shù)據(jù)。?riteReadAddr:讀寫的起始地址*/

status = NAND_ReadSmallPage (RxBuffer, WriteReadAddr, PageNumber); //讀取主要函數(shù)，也需要修改

/*判斷讀回的數(shù)據(jù)與寫入的數(shù)據(jù)是否一致*/

for(j = 0; j < BUFFER_SIZE; j++)

{

if(TxBuffer[j] != RxBuffer[j])

{

WriteReadStatus++;

}

}

if (WriteReadStatus == 0)

{

printf("nr Nand Flash讀寫訪問成功");

GPIO_ResetBits(GPIO_LED, DS2_PIN);

}

else

{

printf("nr Nand Flash讀寫訪問失敗");

printf("0x%x",WriteReadStatus);

GPIO_ResetBits(GPIO_LED, DS3_PIN);

}

}

else

{

printf("nr 沒有檢測(cè)到Nand Flash的ID");

GPIO_ResetBits(GPIO_LED, DS4_PIN);

}

fsmc_nand.c文件：

void NAND_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

FSMC_NAND_PCCARDTimingInitTypeDefp;

FSMC_NANDInitTypeDef FSMC_NANDInitStructure;

/*FSMC總線使用的GPIO組時(shí)鐘使能*/

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE |

RCC_APB2Periph_GPIOF | RCC_APB2Periph_GPIOG, ENABLE);

/*FSMC CLE, ALE, D0->D3, NOE, NWE and NCE2初始化，推挽復(fù)用輸出*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_12 | GPIO_Pin_14 | GPIO_Pin_15 |

GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 |

GPIO_Pin_7;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;

GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

/*FSMC數(shù)據(jù)線FSMC_D[4:7]初始化，推挽復(fù)用輸出*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7 | GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9 | GPIO_Pin_10;

GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);

/*FSMC NWAIT初始化，輸入上拉*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;

GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);

/*FSMC INT2初始化，輸入上拉*/

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;

GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);

/*--------------FSMC 總線 存儲(chǔ)器參數(shù)配置------------------------------*/

p.FSMC_SetupTime = 0x1; //建立時(shí)間

p.FSMC_WaitSetupTime = 0x3; //等待時(shí)間

p.FSMC_HoldSetupTime = 0x2; //保持時(shí)間

p.FSMC_HiZSetupTime = 0x1; //高阻建立時(shí)間

FSMC_NANDInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank2_NAND; //使用FSMC BANK2

FSMC_NANDInitStructure.FSMC_Waitfeature = FSMC_Waitfeature_Enable; //使能FSMC的等待功能

FSMC_NANDInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_8b; //NAND Flash的數(shù)據(jù)寬度為8位

FSMC_NANDInitStructure.FSMC_ECC = FSMC_ECC_Enable; //使能ECC特性

FSMC_NANDInitStructure.FSMC_ECCPageSize = FSMC_ECCPageSize_2048Bytes; //ECC頁大小2048

FSMC_NANDInitStructure.FSMC_TCLRSetupTime = 0x00;

FSMC_NANDInitStructure.FSMC_TARSetupTime = 0x00;

FSMC_NANDInitStructure.FSMC_CommonSpaceTimingStruct = &p;

FSMC_NANDInitStructure.FSMC_AttributeSpaceTimingStruct = &p;

FSMC_NANDInit(&FSMC_NANDInitStructure);

/*!使能FSMC BANK2 */

FSMC_NANDCmd(FSMC_Bank2_NAND, ENABLE);

}

void NAND_ReadID(NAND_IDTypeDef* NAND_ID)

{

uint32_t data = 0;

/*!< Send Command to the command area */

*(__IO uint8_t *)(Bank_NAND_ADDR | CMD_AREA) = 0x90;

*(__IO uint8_t *)(Bank_NAND_ADDR | ADDR_AREA) = 0x00;

/*!< Sequence to read ID from NAND flash */

data = *(__IO uint32_t *)(Bank_NAND_ADDR | DATA_AREA);

NAND_ID->Maker_ID = ADDR_1st_CYCLE (data);//四個(gè)周期讀取四個(gè)ID

NAND_ID->Device_ID= ADDR_2nd_CYCLE (data);

NAND_ID->Third_ID = ADDR_3rd_CYCLE (data);

NAND_ID->Fourth_ID= ADDR_4th_CYCLE (data);

}

uint32_t NAND_WriteSmallPage(uint8_t *pBuffer, NAND_ADDRESS Address, uint32_t NumPageToWrite)

{//傳入?yún)?shù)：寫入數(shù)據(jù)，寫入初始地址，要寫幾頁

uint32_t index = 0x00, numpagewritten = 0x00, addressstatus = NAND_VALID_ADDRESS;

uint32_t status = NAND_READY, size = 0x00;

while((NumPageToWrite != 0x00) && (addressstatus == NAND_VALID_ADDRESS) && (status == NAND_READY))

{

/*!< Page write command and address */

*(__IO uint8_t *)(Bank_NAND_ADDR | CMD_AREA) = NAND_CMD_AREA_A;

*(__IO uint8_t *)(Bank_NAND_ADDR | CMD_AREA) = NAND_CMD_WRITE0;

*(__IO uint8_t *)(Bank_NAND_ADDR | ADDR_AREA) = 0x00;

*(__IO uint8_t *)(Bank_NAND_ADDR | ADDR_AREA) = 0x00;//添加此句

*(__IO uint8_t *)(Bank_NAND_ADDR | ADDR_AREA) = ADDR_1st_CYCLE(ROW_ADDRESS);

*(__IO uint8_t *)(Bank_NAND_ADDR | ADD