嵌入式学习笔记（45） NandFlash的接口

 

9.1.1 Nand的型号与命名

(1)K9F2G08：K9F表示是三星公司的NandFlash系列。2G表示Nand的大小是2Gbit(256MB)。08表示Nand是8位的（数据线有8根）。

(2)Nand命名中可以看出，厂家、系列型号、容量大小、数据位数

9.1.2 Nand的数据位

(1)Nand有8位数据位的，也有16位数据位的。做电路时/写软件时应该根据自己实际采购的Nand的位数来设计电路/写软件。

(2)有8位数据位，说明Nand是并行接口的(8/16位)。

(3)Nand的数据线上传递的不一定全部都是数据，也有可能有命令、地址等。

9.1.3 Nand的功能框图

(1)Nand的结构可以看成是一个矩阵式存储器。其中被分成一个一个的小块，每一小块可以存储一个bit位，然后彼此以一定单位组合成整个Nand。

(2)Nand中可以被单次访问的最小单元（就是说对Nand进行一次读写至少要读写这么多，或者是这么多的整数倍）叫做Page(页)，在K9F2G08芯片中，Page的大小为2KB+64B。也就是说我们要读写K9F2G08，每次至少要读写2KB或者n * 2KB，即使我们只是想要读写其中的一个字节。这就是我们说的典型的块设备（现在有些块设备为了方便一种，提供了random read模式，是可以只读写1个字节）。

(3)页往上还有一个Block（块）的概念。1个块等于若干个页（譬如在啊K9F2G08中1个块等于64页）。

(4)块往上就是整个Nand芯片了，叫做Device。一个Device是若干个Block，譬如K9F2G08一个Device有2048个Block。所以整个Device的大小就是2048*63*2K = 256MB。

(5)块设备分page、分block的有什么意义？首先要明白，块设备不能完全按字节访问而必须块访问是物理上的限制，而不是人为设置的障碍。其次，Page和Block各有各的意义。譬如Nand中：Page是读写Nand的最小单位；Block是擦除Nand的最小单位。（这些规则都是Nand的物理原理和限制要求的，不是谁想要这样的，所以对软件来说只能想办法适应硬件，而不是超越硬件）。

(6)Nand芯片中主要包含2部分：Nand存储颗粒Nand接口电路。存储颗粒就是村翠的Nand原理的存储单元，类似于仓库；Nand接口电路是用来管理存储颗粒，并且给外界提供一个统一的Nand接口规格的访问接口的。

(7)Nand中有多个存储单元，每个单元都有自己的地址（地址是精确到字节的）。所以Nand是地址编排精确到字节，但是实际读写却只能精确到页（所以Nand的很多操作要求给的地址是页对齐的，譬如2K、4K、512K等这样的地址，不能给3K这样的地址）。Nand读写时地址传递是通过IO线发送的，因为地址有30位而IO只有8位，所以需要多个cycle才能发送完毕。一般的Nand都是4cycle或者5cycle发送地址（从这里把Nand分为了4cycle Nand和5cycle Nand）。

总结：Nand芯片内部有存储空间，并且有电路来管理这些存储空间，向外部提供统一的Nand接口的访问规则，然后外部的SoC可以使用Nand接口时序来读写这个Nand存储芯片。Nand接口是一种公用接口，是一种标准，理论上来说外部SoC可以直接模拟Nand接口来读写Nand芯片，但是实际上因为Nand接口对时序要求非常严格，而且时序很复杂，所以一般的SoC都是通过专用的硬件的Nand控制器（这些控制器一般是作为SoC内部外设来存在的）来操控Nand芯片的。

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