一、概述
1、NandFlash
NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，比如能达到256M，并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理需要特殊的系统接口。
2、NandFlash和NorFlash对比
| Nor | Nand | |
| 容量 | 1MB~32MB | 16M~512MB |
| XIP | Yes | No |
| 擦除 | 非常慢（5S） | 快（3ms） |
| 写 | 慢 | 快 |
| 读 | 快 | 快 |
| 可靠性 | 比较高，位反转的比例小于NandFlash的10% | 比较低，位反转比较常见，必须有校验措施，比如TNR必须有坏块管理措施 |
| 可擦除次数 | 10000~100000 | 100000~1000000 |
| 生命周期 | 低于NandFlash的10% | 是NorFlash的10倍以上 |
| 接口 | 与RAM接口相同 | I/O接口 |
| 访问方法 | 随机访问 | 顺序访问 |
| 易用性 | 容易 | 复杂 |
| 主要用途 | 常用于保存代码和关键数据 | 用于保存数据 |
| 价格 | 贵 | 便宜 |
二、NandFlash常见引脚
1、输入输出（I/O0~I/O7）
数据输入/输出
2、芯片使能(Chip Enable,CE#)
如果没有检测到CE信号，那么NAND器件就保持待机模式，不对任何控制信号作出响应
3、写使能(Write Enable, WE#)
WE#负责将数据、地址或指令写入NAND之中
4.读使能(Read Enable, RE#)
允许输出数据缓冲器。
5.指令锁存使能(Command Latch Enable, CLE)
当CLE为高时，在WE#信号的上升沿，指令被锁存到NAND指令寄存器中
6.地址锁存使能(Address Latch Enable, ALE)
当ALE为高时，在W6.地址锁存使能(Address Latch Enable, ALE)E#信号的上升沿，地址被锁存到NAND地址寄存器中
7.就绪/忙(Ready/Busy, R/B#)
如果NAND器件忙，R/B#信号将变低。该信号是漏极开路，需要采用上拉电阻
三、NandFlash的物理结构
以下内容皆以K9F2G08U0B为例进行说明。
1、结构框图
2、存储结构
1 Page = (2K+64)Bytes
1 Block = 64 Pages
= (128K + 4K) Byte
1 Device= 2048 Blocks
= 128K Pages
= （256M + 8M）Byte
= 2112 Mbits
ECC
Linux系统中，一般叫做OOB（Out Of Band)。NandFlash在操作过程中容易出错，为了保证数据的正确性，需要有检测和纠错机制，此机制被叫做EDC(Error Detection Code)/ECC（Error Code Correction, 或者 Error Checking and Correcting），因此设计了多余的区域，用于放置数据的校验值。
3、地址序列
A0~A11 页内寻址 不仅可以寻址到有效数据，还能寻址到校验区
A12~A28 页寻址
其中：
A12~A17 块内页寻址
A18~A28 块寻址
四、NandFlash相对于RAM使用的特殊性
RAM | NandFlash | |
读取/写入的叫法 | 读取/写入 | 读取/编程(Program)① |
读取/写入的最小单位 | 字节 | Page/页 |
擦除(Erase)操作的最小单位 | 字节 | Block/块② |
擦除操作的含义 | 将数据删除/全部写入0 | 将整个块都擦除成全是1，也就是里面的数据都是0xFF ③ |
对于写操作 | 直接写即可 | 在写数据之前，要先擦除，然后再写 |
注：
①之所以将写操作叫做编程，是因为，flash 和之前的EPROM，EEPROM继承发展而来，而之前的EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)，往里面写入数据，就叫做编程Program，之所以这么称呼，是因为其对数据的写入，是需要用电去擦除/写入的，就叫做编程。
②对于目前常见的页大小是2K/4K的Nand Flash，其块的大小有128KB/256KB/512KB等。而对于Nor Flash，常见的块大小有64K/32K等。
③在写数据之前，要先擦除，内部就都变成0xFF了，然后才能写入数据，也就是将对应位由1变成0。
五、实验代码
1、擦除操作
/* *********************擦除函数*******************************
参数说明：
block 要擦除的块
返回参数：
0 擦除失败
1 擦除成功
*/
unsigned char EraseBlock(unsigned int block)
{
unsigned int blockpage = ;
blockpage = block << ;
/* 选中芯片 */
nand_select_chip();
/* 发出WRITE0命令 */
write_cmd(0x60);
/* Write Address */
NFADDR = blockpage & 0xff; /* Row Address A12~A19 */
NFADDR = (blockpage >> ) & 0xff; /* Row Address A20~A27 */
NFADDR = (blockpage >> ) & 0x01; /* Row Address A28 */
write_cmd(0xD0);
wait_idle();
write_cmd(0x70);
wait_idle();
if(read_data()&0x1) // Page write error
{
/* 取消片选信号 */
nand_deselect_chip();
return ;
}
else
{
/* 取消片选信号 */
nand_deselect_chip();
return ;
}
}
2、页读操作
/* *********************页读函数*******************************
参数说明：
buf 存放读取数据的目的地址
addr 从nandflash中读取数据的源地址
*/
static unsigned char ReadPage(unsigned char * buf,unsigned int addr)
{
int j;
if (addr & NAND_BLOCK_MASK) {
return ; /* 地址或长度不对齐 */
}
/* 选中芯片 */
nand_select_chip(); /* 发出READ0命令 */
write_cmd();
/* Write Address */
write_addr(addr);
write_cmd(0x30);
wait_idle(); for(j=;j < NAND_SECTOR_SIZE; j++) {
*buf = read_data();
buf++; /*i每经过一个大循环就增加NAND_SECTOR_SIZE*/
}
/* 取消片选信号 */
nand_deselect_chip();
return ;
}
3、页写操作
/* *********************页写函数*******************************
参数说明：
buf 源地址
addr 写入nandflash的目的地址
*/
static unsigned char WritePage(unsigned char * buf,unsigned int addr)
{
unsigned int i = ;
if (addr & NAND_BLOCK_MASK) {
return ; /* 地址或长度不对齐 */
}
/* 选中芯片 */
nand_select_chip();
/* 发出WRITE0命令 */
write_cmd(0x80);
/* Write Address */
write_addr(addr);
/* Write Data */
for(i=;i<;i++)
{
write_data(*buf);
buf++;
}
write_cmd(0x10);
wait_idle();
write_cmd(0x70);
wait_idle();
if(read_data()&0x1) // Page write error
{
/* 取消片选信号 */
nand_deselect_chip();
return ;
}
else
{
/* 取消片选信号 */
nand_deselect_chip();
return ;
}
}
4、打印页内容（调试用）
/* *********************打印出指定地址的一个页的内容********************
*/
void nand_printf()
{ unsigned int i;
unsigned char block=, page=;
unsigned char * downPt;
downPt=(unsigned char *)_NONCACHE_STARTADDRESS; printf("\n\rK9F2G08 NAND Page Read.\n");
printf("\nBlock # to read: ");
block = getc()-;
printf("%d\n\r", block);
printf("\nPage # to read: ");
page = getc()-;
printf("%d\n\r", page); if(ReadPage(downPt,((block<<)+page)<<)==) {
printf("\nRead error.\n");
} else {
printf("\nRead OK.\n");
}
// Print data.
printf("Read data(%d-block,%d-page)\n", block, page); for(i=; i<; i++) {
if((i%)==) printf("\n\r%4x: ", i);
printf("%02x ", *downPt++);
}
printf("\n");
}
5、发送地址函数
static void write_addr(unsigned int addr)
{
int i;
unsigned int col, page; col = addr & NAND_BLOCK_MASK;
page = addr / NAND_SECTOR_SIZE; NFADDR = col & 0xff; /* Column Address A0~A7 */
for(i=; i<; i++); NFADDR = (col >> ) & 0x0f; /* Column Address A8~A11 */
for(i=; i<; i++); NFADDR = page & 0xff; /* Row Address A12~A19 */
for(i=; i<; i++); NFADDR = (page >> ) & 0xff; /* Row Address A20~A27 */
for(i=; i<; i++); NFADDR = (page >> ) & 0x01; /* Row Address A28 */
for(i=; i<; i++);
}
着重强调一下，“for(i=0; i<10; i++); ”延时代码绝不能省略。笔者发现，当S3C2440的主频在12MHz时，如果没有延时代码，NandFlash发送地址还能正常工作；一旦主频在400MHz，没有延时代码，地址就不能正常发送。
附：实现NandFlash程序下载的代码（nand.zip）