基于PNX1501的NandFlash在線燒錄系統

　　目前市場上Flash的存儲空間均以塊為單位進行管理，每一塊大小為32頁，每頁包含512字節的有效數據空間和16字節的Spare空間，其中有效數據用來存放實際數據，Spare區間則用來存放有效數據的附加描述信息(ECC，壞塊信息、索引編號等等)。不同的文件系統有各自不同的數據結構，其中最主要的兩部分為ECC和壞塊信息。壞塊信息通常用該塊的第0頁或第1頁的Spare區第6字節表示(0xFF為有效，其余為無效)，ECC則是對全部有效數據進行一系列的異或校驗后得出的校驗值，通常為3字節(512字節校驗)或6字節(256字節校驗)。由于制造工藝的原因，Nand-Flash在生產過程中可能會產生壞塊，而對于壞塊而言，存儲信息就可能會丟失，因而不能使用。每塊Flash在出廠時已經把原始的壞塊信息寫入每塊的第0頁和第1頁的Spare區，在擦除時一定要先檢查是否為壞塊，否則就會把壞塊信息一并擦除(再也無法恢復)。此外，為了保證存儲信息的可靠性，在從NandFlash中讀取數據時還可以引入ECC校驗，并對讀取的每頁512字節數據計算新的ECC，同時和該頁Spare區存儲的ECC進行比較，這樣，可以糾正1 Bit位翻轉，或檢測2 Bit以上的翻轉。

　　本系統中的燒錄文件按照飛利浦的協議采用6字節的ECC，由于NandFlash以塊和頁來管理數據，因此，對于PC端，首先應將數據按照Nand-Flash結構進行映射，其代碼如下：

　　之后便可將燒錄文件數據填入DataBuf中，每填完512字節后計算ECC和其它Spare區間內容，填滿32頁就可開辟新的數據結構并掛入鏈表中。

　　PC和DSP通信是該系統的關鍵。設計時可以采用消息方式，也可以在接收端DSP的外掛DDR中開辟一段共享區問，然后由PC直接將數據寫入，再發送命令進行燒錄。本系統采用第二種方式。對于飛利浦公司的DSP而言，該DSP在驅動中已經將其全部DDR空間映射到PC的物理空間了，因而可直接在驅動SDK中增加簡單接口函數，以將有DSP開辟的共享區間的地址通過消息方式傳送給PC，這樣，PC就能直接對該區問進行讀寫了。該操作的具體代碼如下：

　　這樣，當DSP接到PC發送的燒錄命令時，系統便可讀取共享緩沖區的內容并開始燒錄Flash。其具體的流程如圖2所示，部分函數源碼如下：

　　設計時的具體時序可參照芯片資料所提供的時序電路來控制MMIO寄存器以實現GPIO的控制，在此不再贅述。需要注意的是，NandFlash在燒錄或擦除過程中，可能會失敗并產生壞塊。對于壞塊的處理。不同系統有不同的方法，主要有直接Skip(跳過)和Reserved Block Area (使用保留塊)等，本系統使用前一種方式。此外，為了可靠起見，在時間允許的情況下還應對燒錄成功的塊數據進行ECC校驗，即讀取全部數據來計算ECC并和燒錄之前計算的ECC進行比較，以判斷是否發生了位翻轉，從而確定燒錄是否正確。如果發生兩位以上的翻轉，則說明該塊燒錄錯誤，應重新選擇新塊燒錄并將原塊標記為壞塊。

　　4 結束語

　　對DSP外部Flash編程雖然不是一項關鍵技術，但是它在整個DSP嵌入式系統開發過程之中卻起著至關重要的作用，如何方便、快速地實現對引導文件(BootLodaer)和文件系統的燒錄，更是直接影響產品的生產與更新的重要環節。通過本系統可以迅速快捷地實現前期所有啟動文件的燒錄，實際測試證明：燒錄40 MB的文件系統只需要不到3分鐘，這一點無論從速度上，還是經濟上都優于通用編程器件。