本文主要是關(guān)于Nor Flash的相關(guān)介紹，并著重對Nor Flash測試方法及其程序進(jìn)行了詳盡的闡述。

　　Nor Flash

　　Nor Flash　　是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)之一。Intel于1988年首先開發(fā)出NOR Flash 技術(shù)，徹底改變了原先由EPROM（Erasable Programmable Read-Only-Memory電可編程序只讀存儲器）和EEPROM（電可擦只讀存儲器Electrically Erasable Programmable Read - Only Memory）一統(tǒng)天下的局面。緊接著，1989年，東芝公司發(fā)表了NAND Flash 結(jié)構(gòu)，強調(diào)降低每比特的成本，有更高的性能，并且像磁盤一樣可以通過接口輕松升級。NOR Flash 的特點是芯片內(nèi)執(zhí)行（XIP ，eXecute In Place），這樣應(yīng)用程序可以直接在Flash閃存內(nèi)運行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NOR 的傳輸效率很高，在1~4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度大大影響到它的性能。NAND的結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于Flash的管理需要特殊的系統(tǒng)接口。通常讀取NOR的速度比NAND稍快一些，而NAND的寫入速度比NOR快很多，在設(shè)計中應(yīng)該考慮這些情況?！?a target="_blank">ARM嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)從入門到精通》 李亞峰 歐文盛 等編著 清華大學(xué)出版社 P52 注釋 API Key

　　性能比較

　　flash閃存是非易失存儲器，可以對稱為塊的存儲器單元塊進(jìn)行擦寫和再編程。任何flash器件的寫入操作只能在空或已擦除的單元內(nèi)進(jìn)行，所以大多數(shù)情況下，在進(jìn)行寫入操作之前必須先執(zhí)行擦除。NAND器件執(zhí)行擦除操作是十分簡單的，而NOR則要求在進(jìn)行擦除前先要將目標(biāo)塊內(nèi)所有的位都寫為0。

　　由于擦除NOR器件時是以64～128KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行一個寫入/擦除操作的時間為5s，與此相反，擦除NAND器件是以8～32KB的塊進(jìn)行的，執(zhí)行相同的操作最多只需要4ms。

　　執(zhí)行擦除時塊尺寸的不同進(jìn)一步拉大了NOR和NAND之間的性能差距，統(tǒng)計表明，對于給定的一套寫入操作（尤其是更新小文件時），更多的擦除操作必須在基于NOR的單元中進(jìn)行。這樣，當(dāng)選擇存儲解決方案時，設(shè)計師必須權(quán)衡以下的各項因素。

　　l 、NOR的讀速度比NAND稍快一些。

　　2、 NAND的寫入速度比NOR快很多。

　　3 、NAND的4ms擦除速度遠(yuǎn)比NOR的5s快。

　　4 、大多數(shù)寫入操作需要先進(jìn)行擦除操作。

　　5 、NAND的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路更少。

　　此外，NAND的實際應(yīng)用方式要比NOR復(fù)雜的多。NOR可以直接使用，并可在上面直接運行代碼；而NAND需要I/O接口，因此使用時需要驅(qū)動程序。不過當(dāng)今流行的操作系統(tǒng)對NAND結(jié)構(gòu)的Flash都有支持。此外，Linux內(nèi)核也提供了對NAND結(jié)構(gòu)的Flash的支持。

　　詳解

　　NOR和NAND是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。Intel于1988年首先開發(fā)出NOR flash技術(shù)，徹底改變了原先由EPROM和EEPROM一統(tǒng)天下的局面。緊接著，1989年，東芝公司發(fā)表了NAND flash結(jié)構(gòu)，強調(diào)降低每比特的成本，更高的性能，并且象磁盤一樣可以通過接口輕松升級。但是經(jīng)過了十多年之后，仍然有相當(dāng)多的硬件工程師分不清NOR和NAND閃存。

　　像“flash存儲器”經(jīng)?？梢耘c相“NOR存儲器”互換使用。許多業(yè)內(nèi)人士也搞不清楚NAND閃存技術(shù)相對于NOR技術(shù)的優(yōu)越之處，因為大多數(shù)情況下閃存只是用來存儲少量的代碼，這時NOR閃存更適合一些。而NAND則是高數(shù)據(jù)存儲密度的理想解決方案。

　　NOR的特點是芯片內(nèi)執(zhí)行（XIP， eXecute In Place），這樣應(yīng)用程序可以直接在flash閃存內(nèi)運行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。NOR的傳輸效率很高，在1～4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。

　　NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快。應(yīng)用NAND的困難在于flash的管理需要特殊的系統(tǒng)接口。

　　接口差別

　　NOR flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來尋址，可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個字節(jié)。

　　NAND器件使用復(fù)雜的I/O口來串行地存取數(shù)據(jù)，各個產(chǎn)品或廠商的方法可能各不相同。8個引腳用來傳送控制、地址和數(shù)據(jù)信息。

　　NAND讀和寫操作采用512字節(jié)的塊，這一點有點像硬盤管理此類操作，很自然地，基于NAND的存儲器就可以取代硬盤或其他塊設(shè)備。

　　容量成本

　　NAND flash的單元尺寸幾乎是NOR器件的一半，由于生產(chǎn)過程更為簡單，NAND結(jié)構(gòu)可以在給定的模具尺寸內(nèi)提供更高的容量，也就相應(yīng)地降低了價格。

　　NOR flash占據(jù)了容量為1～16MB閃存市場的大部分，而NAND flash只是用在8～128MB的產(chǎn)品當(dāng)中，這也說明NOR主要應(yīng)用在代碼存儲介質(zhì)中，NAND適合于數(shù)據(jù)存儲，NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC（多媒體存儲卡Multi Media Card）存儲卡市場上所占份額最大。

　　Nor Flash測試方法有哪些

　　NorFlash簡單來說與sdram與Nand的中間品，它能像sdram一樣直接讀，但是又得像nand一樣編程擦寫。因此程序可以直接在nor里跑，速度要比sdram慢一些，往nor里寫數(shù)據(jù)必須先擦除，因為nor的每一位只能由1變?yōu)?。Nor可讀不可直接寫的特性可以被用來判斷是Nor啟動還是nand啟動，因為nand啟動的話前4K是可寫的，我們寫入數(shù)據(jù)再讀取出來應(yīng)該是沒有問題的，而nor啟動的話，讀出的數(shù)據(jù)必然是錯誤的。

　　NorFlash的硬件接線：

　　首先，如果做過sdram實驗的朋友應(yīng)該知道，NorFlash與sdram很相似，只不過sdram位寬為32，NOR為16。在硬件連接上，Nor的地址線與cpu的地址線錯開1位，sdram錯開2位。簡單分析一下：

　　32位的CPU地址線為32位，每一個地址對應(yīng)1個byte，地址的步長為1byte

　　0x0000 0000 對應(yīng)第1個地址空間 大小為1bytes

　　0x0000 0001 對應(yīng) 2 大小為1bytes

　　依次類推。..

　　可以理解為cpu的地址類型 為 u8 * addraddr+1 移動1個字節(jié)

　　32位的sdram，每一個地址對應(yīng)于4個byte，地址步長為4byte

　　0x0000 0000 對應(yīng)第1個地址空間 大小為4bytes

　　0x0000 0001 對應(yīng) 2 大小為4bytes

　　依次類推。..

　　可以理解為sdram的地址類型 為 u32 * addraddr+1 移動4個字節(jié)

　　16位的nor，每一個地址對應(yīng)于2個byte，地址步長為2byte

　　0x0000 0000 對應(yīng)第1個地址空間 大小為2bytes

　　0x0000 0001 對應(yīng) 2 大小為2bytes

　　依次類推。..

　　可以理解為nor的地址類型 為 u16 * addraddr+1 移動2個字節(jié)

　　因此，CPU的地址與它們的地址是錯位的。

　　CPU的4個連續(xù)地址 如 0 1 2 3 均對應(yīng)于sdram的 0地址

　　CPU的2個連續(xù)地址 如 0 1 均對應(yīng)于nor 的 0地址

　　假如我想取sdram 0地址的 第二個byte 地址如何寫？對于sdram和nor具體的每一個byte是無法尋址的呀，但是arm有一個叫存儲管理器的東西，它大概會幫我們實現(xiàn)單字節(jié)的讀寫，至于sdram和nor支不支持單字節(jié)讀寫，我們后邊在分析。

　　NorFlash的軟件設(shè)置：

　　需要像初始化sdram一樣，設(shè)置Bank寄存器，主要是一些時序圖的時間大小。

　　

　　位寬在BWSCON寄存器中設(shè)置，不過它是由硬件決定的，bank0的位寬，我們撥動開關(guān)選擇nor啟動還是nand啟動的時候，它就已經(jīng)確定了。

　　NorFlash信息：

　　我這款Nor大小為2M，32個Block，每個block分為16個sector，一個sector為4K，具體信息如下圖。

　　NorFlash寫、擦除、讀芯片ID：

　　Nor可以像sdram一樣直接讀取，對于其它的操作，例如寫、擦除、讀信息等需要寫特定的Date到特定的Addr。

　　這里尤其需要注意的是，Addr指的是nor地址線上看到的地址，相對于cpu也就是我們寫程序的時候，需要將addr《《1，這樣cpu錯位的地址線發(fā)出的地址正好對上nor需求的地址。

　　對于擦除操作，nor支持按block、sector或者整片的擦除，整個擦除需要6個周期，以按sector擦除為例，前五個周期為往XXX里寫XXX，最后一個周期將0X30寫入要擦除的sector對應(yīng)的首地址即可。

　　對于寫操作，需要4個周期，前3個周期往XXX里寫XXX，最后一個周期將Data寫入addr，這里需要注意的是addr必須是半字對齊，data也要求為16bit。

　　對于讀取信息的操作，主要是讀ID的操作，前3個周期往XXX里寫XXX，第四個周期去讀特定的地址，對于DeviceID來說，A1-A19=0，A0=1，對于CPU來說就是0x1《《1.

　　NorFlash的等待：

　　NorFlash有三種方式，1中讀硬件引腳，另外兩種讀地址線，主要用讀地址線的兩種方式。

　　1、Toggle

　　連續(xù)讀兩次相同地址的數(shù)據(jù)，看DQ6是否相等，相等則擦除或?qū)懲瓿?/p>

　　2、polling

　　讀數(shù)據(jù)，看DQ7是否正確，正確則擦除完成。如果擦除的話DQ7應(yīng)該等于1，寫操作的話，對比數(shù)據(jù)的第7位。

　　還有，很重要的一點：

　　經(jīng)過我的測試，sdram的單字節(jié)讀取沒有問題，但是Nor單字節(jié)讀取的時候，讀出的數(shù)據(jù)并不正確。比如我在0x00地址處寫入了0xff11，單字節(jié)讀取0x0理論上應(yīng)該得到0x11，而我在實際實驗的時候得到的卻是0xff。也就是說nor在存儲半字?jǐn)?shù)據(jù)的時候高8位于低8位互換了。

　?。踓pp］ view plain copy

　　#include “uart.h”

　　#define MAIN_SECT_SIZE （4*1024） /* 4 KB */

　　#define CMD_UNLOCK1 0x000000AA

　　#define CMD_UNLOCK2 0x00000055

　　#define CMD_ERASE_SETUP 0x00000080

　　#define CMD_ERASE_CONFIRM 0x00000030

　　#define CMD_PROGRAM 0x000000A0

　　#define MEM_FLASH_ADDR1 （*（volatile U16 *）（0x000005555 《《 1））

　　#define MEM_FLASH_ADDR2 （*（volatile U16 *）（0x000002AAA 《《 1））

　　#define U16 unsigned short

　　#define U32 unsigned long

　　#define U8 unsigned char

　　int write_hword （U32 dest， U16 data）;

　　typedef struct {

　　U32 size; /* total bank size in bytes */

　　U16 sector_count; /* number of erase units */

　　U32 flash_id; /* combined device & manufacturer code */

　　U32 start［512］; /* physical sector start addresses */

　　} flash_info_t;

　　/*-----------------------------------------------------------------------*/

　　void flash_id（）{

　　MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;

　　MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;

　　MEM_FLASH_ADDR1 = 0x00000090;

　　print（“Manufacturer ID ：%x\r\n”，*（（U16 *）0x00））;

　　MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;

　　MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;

　　MEM_FLASH_ADDR1 = 0x00000090;

　　print（“Device ID ：%x\r\n”，*（（U16 *）（0x01《《1）））;

　　}

　　void flash_init （） //計算總大小，每個sector的起始地址

　　{

　　flash_id（）;

　　//print（“flash init OK\r\n”）;

　　print（“*（（U32 *）0x32000000） = 0x00001100\r\n”）;

　　*（（U32 *）0x32000000） = 0x00001100;

　　print（“U8 0x32000001 == %x\r\n”，*（（U8 *）0x32000001））;

　　*（（U8 *）0x32000003） = 0xff;

　　print（“*（（U8 *）0x32000003） = 0xff\r\n”）;

　　print（“now the U32 0x32000000 should be 0xff001100\r\n”）;

　　print（“U32 0x32000000 = %x\r\n”，*（（U32 *）0x32000000））;

　　print（“U8 0x32000000 = %x\r\n”，*（（U8 *）0x32000000））;

　　print（“U8 0x32000001 = %x\r\n”，*（（U8 *）0x32000001））;

　　print（“U8 0x32000002 = %x\r\n”，*（（U8 *）0x32000002））;

　　print（“U8 0x32000003 = %x\r\n”，*（（U8 *）0x32000003））;

　　if（flash_erase（0，1） == 0）

　　print（“erase OK\r\n”）;

　　U32 a = 0x00001c15;

　　U16 b = 0x11ff;

　　write_hword（a，b）;

　　print（“*（U32 *0x00001c15） == 0x11ff\r\n”）;

　　print（“U8 0x1c15 = %x\r\n”，*（（U8 *）0x1c15））;

　　print（“U8 0x1c16 = %x\r\n”，*（（U8 *）0x1c16））;

　　print（“U16 0x1c15 = %x\r\n”，*（（U16 *）0x1c15））;

　　if（write_buff（（1024*20），0，（7*1024）） == 0）

　　print（“write OK\r\n”）;

　　}

　　int flash_erase （int s_first， int s_last）

　　{

　　int i，j;

　　U32 size = 0;

　　flash_info_t flash_info;

　　for （i = 0; i 《 1; i++） {

　　U32 flashbase = 0;

　　flash_info.size = 2*1024*1024;

　　flash_info.sector_count = 512;

　　flashbase = 0;

　　for （j = 0; j 《 flash_info.sector_count; j++） {

　　flash_info.start［j］ =

　　flashbase + （j） * MAIN_SECT_SIZE;

　　//print（“%d \t：%d\r\n”，j，flash_info.start［j］）;

　　}

　　}

　　int sect;

　　unsigned short temp;

　　/* Start erase on unprotected sectors */

　　for （sect = s_first; sect 《= s_last; sect++） {

　　print （“Erasing sector %d 。。。 \r\n”， sect+1）;

　　volatile U16 * addr = （volatile U16 *）（flash_info.start［sect］）;

　　MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;

　　MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;

　　MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_ERASE_SETUP;

　　MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;

　　MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;

　　*addr = CMD_ERASE_CONFIRM;

　　print（“wait\r\n”）;

　　while（1）{

　　temp = （*addr） & 0x40; // 0100 0000 DQ6

　　if（temp ！= （*addr） & 0x40） //DQ6

　　continue;

　　if（*addr & 0x80） //dq7 ==1

　　break;

　　}

　　}

　　return 0;

　　}

　　//寫16位數(shù)據(jù)，地址應(yīng)該是16位對齊的。

　　int write_hword （U32 dest， U16 data）

　　{

　　//print（“now to write %d\r\n”，dest）;

　　int rc;

　　volatile U16 *addr = （volatile U16 *）dest;

　　U16 result;

　　//Check if Flash is （sufficiently） erased

　　result = *addr;

　　if （（result & data） ！= data）

　　return 1;

　　MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_UNLOCK1;

　　MEM_FLASH_ADDR2 = CMD_UNLOCK2;

　　MEM_FLASH_ADDR1 = CMD_PROGRAM;

　　*addr = data;

　　while（1）{

　　unsigned short i = *addr & 0x40;

　　if（i ！= （*addr & 0x40）） //D6 == D6

　　continue;

　　if（（*addr & 0x80） == （data & 0x80））{

　　rc = 0;

　　break; //D7 == D7

　　}

　　}

　　//print（“write %d OK\r\n”，dest）;

　　return rc;

　　}

　　int write_buff （U32 src， U32 addr， U32 len）

　　{

　　int rc;

　　U16 data; //16Bit？

　　if（addr % 2）{

　　print（“addr is not for 16bit align\n”）;

　　return 1;

　　}

　　while （len 》= 2） {

　　data = *（（volatile U16 *） src）;

　　if （（rc = write_hword （addr， data）） ！= 0） {

　　return （rc）;

　　}

　　src += 2;

　　addr += 2;

　　len -= 2;

　　}

　　return 0;

　　}

　　Nor Flash測試程序

　　寫Flash需要用到以下的命令：

　　1.Read Array

　　2.Read Status Register

　　3.Clear Status Register

　　4.Write to Buffer

　　5.Block Erase

　　6.Clear Block Lock-Bits

　　具體如何操作 請看代碼分析或者手冊

　　寫Flash “Byte/Word Program Flowchart”為2個總線周期

　　流程如下：

　　Start-》 Write 40H， Address-》 Read Status Register-》 SR.7 =？-》 Full Status Check if Desired-》 Byte/Word Program Complete

　　其中Write 40H， Address的指令如下：

　　Word/Byte Program SCS/BCS 2 （周期1Write X 0x40 or 0x10）（ 周期2Write PA PD） 1，12，13

　　PA = Address of memory location to be programmed.

　　PD = Data to be programmed at location PA. Data is latched on the rising edge of WE#.

　　下面是代碼解釋：

　　#define U32 unsigned int

　　#define U16 unsigned short

　　#define S32 int

　　#define S16 short int

　　#define U8 unsigned char

　　#define S8 char

　　//My Addr

　　#define MY_FLASHADDR 0x08040000//寫入的目標(biāo)地址

　　#define RAM_STARTADDR 0x30180000//數(shù)據(jù)在Ram中的開始得志

　　#define RAM_READOUT_STARTADDR 0x31000000//驗證的地址

　　#define TIME_WAIT_FLASH 100//Flash命令執(zhí)行后，等待的時間

　　//////////////////////////////////////////////////////////////////

　　void IntelFlashWrite（void）;

　　void delay（int）;// /Flash命令執(zhí)行后，等待

　　void panic（int i）;

　　void clearstatusreg（void）;//出錯后要清除狀態(tài)寄存器

　　//////////////////////////////////////////////////////////////////

　　int main（）

　　{

　　IntelFlashWrite（）;

　　return 0;

　　}

　　void IntelFlashWrite（）

　　{

　　U16 temp; //16位數(shù)據(jù)線，所以用U16

　　U16 readfromflash，readfromram;

　　int i = 0;

　　int count = 0;

　　*（U16*）MY_FLASHADDR = 0x60;// 清除 Block Lock-Bits

　　delay（TIME_WAIT_FLASH）;//等一下

　　*（U16*）MY_FLASHADDR = 0xD0;// 清除 Block Lock-Bits，周期2操作

　　delay（TIME_WAIT_FLASH）;

　　*（U16*）MY_FLASHADDR = 0x20; //塊擦除，雖然手冊里沒說要塊擦除。但是我們的片子如果不擦除的話，有時候會寫不進(jìn)去。

　　delay（TIME_WAIT_FLASH）;

　　*（U16*）MY_FLASHADDR = 0xD0; //塊擦除，周期2操作

　　delay（TIME_WAIT_FLASH）;

　　for（i = 0;i《=0x20000;i+=2，count = 0）//128k為一個block

　　{

　　readfromram = *（U16*）（RAM_STARTADDR+i）;//從ram中把數(shù)據(jù)讀出來

　　*（U16*）（MY_FLASHADDR+i） = 0x40;//寫操作，周期1

　　delay（TIME_WAIT_FLASH）;//等等

　　*（U16*）（MY_FLASHADDR+i） = readfromram;// 寫操作，周期2

　　temp = *（U16*）（MY_FLASHADDR+i）;//After the program sequence is written， the device automatically outputs SRD when read

　　while（（（temp&0x80） == 0）&&（count《1000））

　　{

　　temp = *（U16*）（MY_FLASHADDR+i）;

　　count++;

　　}//讀1000次狀態(tài)寄存器，超過1000次，就終止。

　　if（count》=1000）//over time

　　{

　　count = 0;

　　while（1）;

　　}

　　else//讀出狀態(tài)寄存器

　　{

　　*（U16*）（MY_FLASHADDR+i） = 0xFF;//發(fā)出readarray命令

　　delay（10）;

　　readfromflash = *（U16*）（RAM_STARTADDR+i）;//從Flash讀出剛才寫入的數(shù)據(jù)

　　if（readfromflash！=readfromram）//相等就好了

　　{

　　count = 0;

　　temp = 0;

　　readfromram = 0;

　　readfromflash = 0;

　　while（1）;

　　}

　　}

　　if（（temp&0x8） == 0x8）//Programming to Voltage Error Detect

　　{

　　while（1）;

　　}

　　if（（temp&0x2） == 0x2）//Device Protect Detect

　　{

　　while（1）;

　　}

　　if（（temp&0x10） == 0x10）//Programming Error

　　{

　　while（1）;

　　}

　　count = 0;

　　temp = 0;

　　readfromram = 0;

　　readfromflash = 0;

　　}

　　while（1）;//寫完了

　　}

　　void delay（int i）

　　{

　　volatile int j = 0;

　　volatile int q;

　　for（;j《=i;j++）

　　q = j*j;

　　}

　　void clearstatusreg（）

　　{

　　*（U16*）MY_FLASHADDR = 0x50;

　　}

　　結(jié)語

　　關(guān)于Nor Flash測試的相關(guān)介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。

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