大容量NANDFlashTC58DVG02A1FT00在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2007/4/23 0:00:00 訪問次數(shù):2144
摘要：隨著嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對存儲設(shè)備的要求也日益增強。文章以東芝的NAND E2PROM器件TC58DVG02A1F00為例，闡述了NAND Flash的基本結(jié)構(gòu)和使用方法，對比了NAND和NOR Flash的異同，介紹了容量NAND Flash在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用方法，以及如何在Linux操作系統(tǒng)中加入對NAND Flash的支持。
關(guān)鍵詞：嵌入式 NAND Flash Linux 內(nèi)核 TC58DVG02A1F00
1 NAND和NOR flash
目前市場上的flash從結(jié)構(gòu)上大體可以分為AND、NAND、NOR和DiNOR等幾種。其中NOR和DiNOR的特點為相對電壓低、隨機讀取快、功耗低、穩(wěn)定性高，而NAND和AND的特點為容量大、回寫速度快、芯片面積小�，F(xiàn)在，NOR和NAND FLASH的應(yīng)用最為廣泛，在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards、MMC存儲卡以及USB閃盤存儲器市場都占用較大的份額。
NOR的特點是可在芯片內(nèi)執(zhí)行（XIP，eXecute In Place），這樣應(yīng)該程序可以直接在flash內(nèi)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，但寫入和探險速度較低。而NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，并且寫入和擦除的速度也很快，是高數(shù)據(jù)存儲密度的最佳選擇。這兩種結(jié)構(gòu)性能上的異同步如下：
*NOR的讀速度比NAND稍快一些。
*NAND的寫入速度比NOR快很多。
*NAND的擦除速度遠(yuǎn)比NOR快。
*NAND的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路也更加簡單。
*NAND閃存中每個塊的最大擦寫次數(shù)量否萬次，而NOR的擦寫次數(shù)是十萬次。
此外，NAND的實際應(yīng)用方式要比NOR復(fù)雜得多。NOR可以直接使用，并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 Flash都有支持，如風(fēng)河（擁有VxWorks系統(tǒng)）、微軟（擁有WinCE系統(tǒng)）等公司都采用了TrueFFS驅(qū)動，此外，Linux內(nèi)核也提供了對NAND Flash的支持。
2 大容量存儲器TC58DCG02A1FT00
2．1 引腳排列和功能
TC58DVG02A 1FT00是Toshiba公司生產(chǎn)的1Gbit(128M×8Bit)CMOS NAND E2PROM，它的工作電壓為3.3V，內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)為528 bytes×32pages×8192blocks。而大小為528字節(jié)，塊大小為（16k+512）字節(jié)。其管腳排列如圖1所示。各主要引腳如下：
I/O1~I/O8：8個I/O口；
CE：片選信號，低電平有效；
WE：寫使能信號，低電平有效；
RE：讀使能信號，低電平有效；
CLE：命令使能信號；
ALE：地址使能信號；
WP：寫保護信號，低電平有效；
RY/BY：高電平時為READY信號，低電平時為BUSY信號。
2．2 與ARM處理器的連接
當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域的主流處理器當(dāng)屬ARM。圖2是以ARM7處理器為例給出的NAND Flash與ARM處理器的一般連接方法。如前所述，與NOR Flash不同，NAND Flash需要驅(qū)動程序才能正常工作。
圖中PB4，PB5，PB6是ARM處理器的GPIO口，可用來控制NAND Flash的片選信號。CS1是處理器的片選信號，低電平有效。IORD、IOWR分別是處理器的讀、寫信號，低電平有效。寫保護信號在本電路中沒有連接。
2．3 具體操作
地址輸入，命令輸入以及數(shù)據(jù)的輸入輸出，都是通過NAND Flash的CLE、ALE、CE、WE、RE引腳控制的。具體方式如表1所列。
表1 邏輯表
表1 邏輯表
| CLE | ALE | CE | WE | RE | |
| 命令輸入 | 1 | 0 | 0 | 時鐘上升沿 | 1 |
| 數(shù)據(jù)輸入 | 0 | 0 | 0 | 時鐘上升沿 | 1 |
| 地址輸入 | 0 | 1 | 0 | 時鐘上升沿 | 1 |
| 串行數(shù)據(jù)輸出 | 0 |
摘要：隨著嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對存儲設(shè)備的要求也日益增強。文章以東芝的NAND E2PROM器件TC58DVG02A1F00為例，闡述了NAND Flash的基本結(jié)構(gòu)和使用方法，對比了NAND和NOR Flash的異同，介紹了容量NAND Flash在嵌入式系統(tǒng)中的應(yīng)用方法，以及如何在Linux操作系統(tǒng)中加入對NAND Flash的支持。 關(guān)鍵詞：嵌入式 NAND Flash Linux 內(nèi)核 TC58DVG02A1F00 1 NAND和NOR flash 目前市場上的flash從結(jié)構(gòu)上大體可以分為AND、NAND、NOR和DiNOR等幾種。其中NOR和DiNOR的特點為相對電壓低、隨機讀取快、功耗低、穩(wěn)定性高，而NAND和AND的特點為容量大、回寫速度快、芯片面積小�，F(xiàn)在，NOR和NAND FLASH的應(yīng)用最為廣泛，在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards、MMC存儲卡以及USB閃盤存儲器市場都占用較大的份額。 NOR的特點是可在芯片內(nèi)執(zhí)行（XIP，eXecute In Place），這樣應(yīng)該程序可以直接在flash內(nèi)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，但寫入和探險速度較低。而NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，并且寫入和擦除的速度也很快，是高數(shù)據(jù)存儲密度的最佳選擇。這兩種結(jié)構(gòu)性能上的異同步如下： *NOR的讀速度比NAND稍快一些。 *NAND的寫入速度比NOR快很多。 *NAND的擦除速度遠(yuǎn)比NOR快。 *NAND的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路也更加簡單。 *NAND閃存中每個塊的最大擦寫次數(shù)量否萬次，而NOR的擦寫次數(shù)是十萬次。 此外，NAND的實際應(yīng)用方式要比NOR復(fù)雜得多。NOR可以直接使用，并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 Flash都有支持，如風(fēng)河（擁有VxWorks系統(tǒng)）、微軟（擁有WinCE系統(tǒng)）等公司都采用了TrueFFS驅(qū)動，此外，Linux內(nèi)核也提供了對NAND Flash的支持。 2 大容量存儲器TC58DCG02A1FT00 2．1 引腳排列和功能 TC58DVG02A 1FT00是Toshiba公司生產(chǎn)的1Gbit(128M×8Bit)CMOS NAND E2PROM，它的工作電壓為3.3V，內(nèi)部存儲結(jié)構(gòu)為528 bytes×32pages×8192blocks。而大小為528字節(jié)，塊大小為（16k+512）字節(jié)。其管腳排列如圖1所示。各主要引腳如下： I/O1~I/O8：8個I/O口； CE：片選信號，低電平有效； WE：寫使能信號，低電平有效； RE：讀使能信號，低電平有效； CLE：命令使能信號； ALE：地址使能信號； WP：寫保護信號，低電平有效； RY/BY：高電平時為READY信號，低電平時為BUSY信號。 2．2 與ARM處理器的連接 當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域的主流處理器當(dāng)屬ARM。圖2是以ARM7處理器為例給出的NAND Flash與ARM處理器的一般連接方法。如前所述，與NOR Flash不同，NAND Flash需要驅(qū)動程序才能正常工作。 圖中PB4，PB5，PB6是ARM處理器的GPIO口，可用來控制NAND Flash的片選信號。CS1是處理器的片選信號，低電平有效。IORD、IOWR分別是處理器的讀、寫信號，低電平有效。寫保護信號在本電路中沒有連接。 2．3 具體操作 地址輸入，命令輸入以及數(shù)據(jù)的輸入輸出，都是通過NAND Flash的CLE、ALE、CE、WE、RE引腳控制的。具體方式如表1所列。 表1 邏輯表 |
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