用IO模擬方式讀寫三星系列的NAND FLASH

三星系列的NAND FLASH芯片容量從8MB到256MB（最近聽說有1G容量的了），對于需要大容量數據存儲的嵌入式系統是一個很好的選擇，尤其是其接近1MB/元的高性價比，更是普通nor flash無法比擬的。本文以K9F2808U0C為例，采用AVR芯片連接，進行了初步的讀寫試驗，完成了芯片的ID讀出功能。

電路連接如下圖：


左邊是所使用的AVR芯片ATmega16L的局部電路，右邊是K9F2808芯片的連接圖，數據/地址總線使用ATmega16的PORTB端口連接，其它全部所需信號線使用IO連接，組成了IO模擬方式。

K9F2808芯片的全部命令字如下：

其中，Read1讀取的是普通數據存儲區域的數據，Read2讀取的是每頁存儲器附加的16Bytes區域的數據；Page Program可以編程一頁最大528Bytes的數據，Block Erase擦除指定頁面數據，Read Status可以讀取芯片狀態。

芯片的整個讀寫時序可以分解為4個基本步驟，即1、命令寫入，2、數據寫入，3、數據讀出，4、地址寫入。

1、命令寫入時序如下：

對應函數為：
void WriteCmd(unsigned char cmd)
{
nandPortD = 0xFF;
ClsLine(nandSPortO,nandALE);
ClsLine(nandSPortO,nandnCE);
SetLine(nandSPortO,nandCLE);
ClsLine(nandSPortO,nandnWE);
nandPortO = cmd;
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
ClsLine(nandSPortO,nandCLE);
SetLine(nandSPortO,nandALE);
}

2、數據寫入時序如下：

對應函數為：
void WriteByte(unsigned char Wdata)
{
nandPortD = 0xFF;
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
ClsLine(nandSPortO,nandCLE);
ClsLine(nandSPortO,nandnCE);
ClsLine(nandSPortO,nandALE);
ClsLine(nandSPortO,nandnWE);
while((nandSPortI nandRnB) != nandRnB); // wait busy end
nandPortO = Wdata;
while((nandSPortI nandRnB) != nandRnB); // wait busy end
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
}

3、數據讀出時序如下：

對應函數為：
unsigned char ReadByte(void)
{
unsigned char Rdata;
nandPortD = 0x00;
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
ClsLine(nandSPortO,nandCLE);
ClsLine(nandSPortO,nandALE);
ClsLine(nandSPortO,nandnCE);
ClsLine(nandSPortO,nandnRE);
while((nandSPortI nandRnB) != nandRnB); // wait busy end
Rdata = nandPortI;
while((nandSPortI nandRnB) != nandRnB); // wait busy end
SetLine(nandSPortO,nandnRE);
return Rdata;
}

4、地址寫入時序如下：

對應函數為：
void WriteByteAdd(unsigned char Add)
{
nandPortD = 0xFF;
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
ClsLine(nandSPortO,nandnCE);
ClsLine(nandSPortO,nandCLE);
SetLine(nandSPortO,nandALE);
ClsLine(nandSPortO,nandnWE);
nandPortO = Add;
SetLine(nandSPortO,nandnWE);
while((nandSPortI nandRnB) != nandRnB); // wait busy end
ClsLine(nandSPortO,nandALE);
}

其余操作方式均從這四種基本操作組合變化而來，適當調用或者重新編寫其中的某些語句就能完成全部的K9F2808芯片讀寫操作。

下面以讀K9F2808芯片ID為例調用以上函數完成。
讀芯片ID的時序如下圖：

實現函數編寫為：
void ReadId(unsigned char *ptr)
{
WriteCmd(0x90);
WriteByteAdd(0x00);
*ptr++ = ReadByte();
*ptr = ReadByte();
SetLine(nandSPortO,nandnCE);
}
函數調用后，*ptr的值為0xEC，即廠家代碼；*(ptr+1)的值為0x73，即設備代碼。

實際在芯片的讀寫操作中，還要注意對壞扇區進行檢錯，并將檢錯結果存入芯片的第一個塊中，以確保數據的讀寫地址均為有效地址。