基于VxWorks的NAND FLASH驅動程序設計

0 引 言
目前，隨著電子技術的不斷發展，計算機技術也得到飛速的發展，產生了很多新技術。但就計算機的基本結構來說，還是基本采用了馮?諾依曼結構。然而馮?諾依曼結構的一個中心點就是存儲一控制，所以存儲器在計算機系統中的作用是非常重要的。嵌入式計算機作為計算機中的一個類別，對執行速度和系統可靠性都有較強的要求，這也決定了嵌入式系統不僅要有實時性很強的操作系統，同時也需要一種安全、快速的存儲設備。同時，嵌入式系統經常會涉及到海量數據的存儲，這就要求存儲設備必須具有可靠性高，功耗低，容量大，掉電數據不丟失等特點，而NAND FLASH芯片正好具有這些優點。
VxWorks是嵌入式領域內公認的最有特色的高性能實時操作系統之一。它以其良好的可靠性和卓越的實時性，被廣泛地應用在通信、軍事、航空、航天等高精尖技術及實時性要求極高的領域中，如衛星通信、軍事演習、彈道制導、飛機導航等。
目前，在VxWorks實現上，涉及文件系統的文章不少，但一般都是針對容量較小，操作相對簡單的NORFLASH實現的。本文討論了如何在以AMCC公司的Power PC芯片PPC440epx為核心的嵌入式平臺上，利用三星公司的大容量NAND FLASH實現文件系統的具體辦法。

1 三星NAND FLASH芯片K9F2G08QOM
K9F2G08QOM芯片的容量為256 M×8 b=2 Gb的數據區，再加上64 Mb的備用區。一塊這種芯片被分為2 048個塊，每個塊又分為64頁，每頁由2 KB的數據區加上64 B的備用區組成。如圖1所示，列地址為12 b(A11～A0)。當A12為0時，A10～A0確定對每頁中2 KP；數據的訪問；當A12為1時，訪問的是64 B的備用區。由于NANDFLASH芯片在出廠時就可能出現壞塊(塊中的某個或多個bit不能有效的進行讀寫)，為了將其標注出來，三星公司保證每個壞塊的第一頁和第二頁備用區第一個byte的數據沒有被初始化為0xFF。設計人員要確保在對該芯片進行擦除之前，先將這個信息保留起來(建一個壞塊表)。行地址為17 b(A28～A12)。它確定了對2 048塊×64頁=128 K個頁中的某一頁進行訪問。為了簡化NAND FLASH芯片的管腳，其地址和數據信息共享8個I／O管腳，因此，其29 B的地址信息被設計為5個周期進行傳輸。具體操作如表1所示。

注：起始地址是列地址；L表示必須置為低電平
對NAND FLASH的操作流程比較簡單，即在第一個周期里送操作相關的命令字，然后送地址，以及相應的數據，最后送確認字。需要說明的是，由于地址、命令和數據都共用8個I／O管腳來進行傳輸，因此在硬件上必須要有專用的管腳來區分傳輸類型(在傳輸命令的時候，命令鎖存使能信號CLE有效；在傳輸地址的時候，地址鎖存使能信號ALE有效)。具體的命令字、時序和操作流程在K9F2G08Q0M的數據手冊上有較詳細的描述，在此不一一詳述。