根據韋東山修改的mini2440 nand flash裸機程序

說(shuō)明
開(kāi)發(fā)板：mini2440
Nand flash：K9F2G08U0B2，56M
本程序實(shí)現功能：我是參考韋東山的第8章的裸機程序，但是他的nand flash型號是64MB的K9F12080M，所以我依照他的程序加以修改，下載到nand flash，從nand flash實(shí)現將main.c程序復制到sdram中執行。
參考書(shū)：《嵌入式應用開(kāi)發(fā)完全手冊》
《ARM處理器裸機開(kāi)發(fā)實(shí)戰---機制而非策略》

知識點(diǎn)梳理
頁(yè)的絕對地址與相對地址

在nand.c中有一個(gè)函數void RdNF2SDRAM()，它的功能是將nand flah的內容復制到sdram，如下：


nand flash的頁(yè)讀取函數原型是void nf_readpage(unsigned int block,unsigned int page,unsigned char *dstaddr)，它的功能是從nand flash的第block塊的第page頁(yè)讀取1頁(yè)(對于K9F2G來(lái)說(shuō)，1頁(yè)等于2KB)的內容，存放到指針dstaddr所指的地址處。有的人可能就會(huì )說(shuō)了，既然nf_readpage可以讀取1頁(yè)的數據到指定的地址處，而sdram的地址是0x30000000,那直接可以使用它將nand flash的代碼復制到sdram去啊，答案當然是可以??！但是有個(gè)前提，復制到sdram的內容必須在2KB以?xún)?，一旦超過(guò)了2KB，那就需要借用RdNF2SDRAM()函數了，相信這樣解釋就能明白這兩個(gè)函數的區別于聯(lián)系了。
再說(shuō)說(shuō)絕對地址與相對地址，首先知道k9f2g有2048個(gè)塊，每個(gè)塊有64個(gè)頁(yè)，每頁(yè)有2K字節。我們平常所說(shuō)的第幾塊第幾頁(yè)就是相對地址，比如第2塊第3頁(yè)是相對地址。而絕對地址=塊號*64+頁(yè)號，例如前邊的第2塊第3頁(yè)換成絕對地址就是131（131=2*64+3）。
下面解釋一下RdNF2SDRAM()函數：
113行：從117行可以看出，這里的i指的是相對地址
114行：在nand flash內的起始地址，這里的4096表示的是字節，k9f2g內存大小是256Mbyte，這里之所以令start_addr=4096，是因為咱們在nand.lds文件中，將main.c文件的地址定義在了4096處。如下圖：



如果AT(4096)改為AT(5120)，那么這里start_addr就等于5120。還要注意這里4096byte也就是4KB，為什么把他定義在nand flash的4KB之后呢，因為硬件電路會(huì )自動(dòng)將nand flash里的前4KB的內容搬移到stepping stone中去執行，如果定義在3KB之后，main.c函數直接就執行了，哪里還用復制。
115行：定義了讀取的nand flash的內容存放的位置，這里0x30000000是sdram的物理地址。
116行：定義了一共讀取nand flash多少字節，這里定義的是1M，當然小小的一個(gè)main.c代碼也就是不到2KB。
117-123行：這才是該函數的關(guān)鍵。因為nf_readpage函數是以頁(yè)為單位進(jìn)行讀取的，每次讀取2KB數據，因此，數據指針的移動(dòng)是頁(yè)對齊的，即每次移動(dòng)一頁(yè)。
117行：因為每page大小為2KB即2048Byte，這里start_addr>>11位，相當于start_addr/2048，這樣就得到了給定地址多對應的頁(yè)。
119行：這里的i是絕對地址，因為每塊包含64頁(yè)，i/64得到給定地址處于哪一塊；id是該頁(yè)在塊內的第幾頁(yè)。

NAND FLASH地址周期：

下面咱們講講地址周期。對于mini2440的開(kāi)發(fā)板，它的nand flash的接口電路如下圖：




從接口電路可以看到，地址線(xiàn)和數據線(xiàn)是復用的，接口線(xiàn)寬是8位，因此每次只能發(fā)送一個(gè)字節，又因為nand flash的地址是28位的，需要5個(gè)地址周期才能將地址發(fā)送完畢，如圖1所示。發(fā)送完地址后，NAND FLASH內部的地址譯碼電路會(huì )自動(dòng)將收到的地址進(jìn)行組合，不需要我們關(guān)心，但是需要注意發(fā)送的順序，按照先發(fā)送低地址，再發(fā)送高地址的順序發(fā)送。
那么為什么是29根地址線(xiàn)，而不是28根或者30根呢？這里肯定有它的原因的。通常來(lái)說(shuō)，nand flash的地址的表示形式為：

地址線(xiàn)	[A28：A18]	[A17：A12]	[A11：A0]
地址表示	塊地址	頁(yè)地址	頁(yè)內偏移地址

對于k9f2g來(lái)說(shuō)，它有2048個(gè)塊，故用11根地址線(xiàn)尋址(2^11=2048)；每個(gè)塊有64頁(yè)，故用6根地址線(xiàn)尋址(2^6=64)；每頁(yè)有2048字節的數據和64字節的信息，也就是說(shuō)它有2112字節，故用12根地址線(xiàn)尋址。理解了這里的話(huà)就很容易明白下面的發(fā)送地址了。
不論是在nand flash頁(yè)讀取函數還是也寫(xiě)入函數內，都需要向地址寄存器送地址，如下圖：



為什么是這樣呢？由于頁(yè)讀取和寫(xiě)入函數均是以頁(yè)為單位進(jìn)行的，所以每次都要在頁(yè)的第0個(gè)字節開(kāi)始，也就是說(shuō)頁(yè)內偏移地址為0，所以對地址線(xiàn)的低12位設為0即可，如第93行，94行。
第95行，此時(shí)處于第3個(gè)地址周期因此需要發(fā)送blockpage（此時(shí)blockpage是頁(yè)的絕對地址）的A12-A19位，因此，將blockpage與0xff相與即可。一定要注意頁(yè)的絕對地址是A28-A12共同表示的，與A11-A0無(wú)關(guān)。
第96行，此時(shí)處于第3個(gè)地址周期因此需要發(fā)送blockpage（此時(shí)blockpage是頁(yè)的絕對地址）的A20-A27位，因此，將blockpage右移8位，與0xff相與即可。
第97行，此時(shí)處于第3個(gè)地址周期因此需要發(fā)送blockpage（此時(shí)blockpage是頁(yè)的絕對地址）的A28位，從圖1可以看到，此時(shí)雖然是發(fā)送8位，但是只有第0位是有效的，其他位無(wú)效。因此，將blockpage右移16位，然后再與0x1相與，只保留第0位。

nand.lds代碼解釋?zhuān)?br />
如果代碼小于4096字節，那么開(kāi)發(fā)板啟動(dòng)后它們被自動(dòng)復制進(jìn)“Steppingstone”中；本實(shí)例的目的就是把一部分代碼存放在NAND Flash地址4096之后，當程序啟動(dòng)通過(guò)NAND Flash控制器將它們讀出來(lái)、執行。nand.lds就是實(shí)現這個(gè)目的的，即連接腳本nand.lds把代碼分為兩部分，nand.lds代碼如下：



第2行表示head.o、init.o、nand.o這3個(gè)文件的運行地址為0，它們在生成的映像文件中的偏移地址也為0(從0開(kāi)始存放)
第3行表示main.o的運行地址為0x30000000，它在生成的映像文件中的偏移地址為4096。
此時(shí)生成的bin文件大小為4.10KB。
如果將第3行的AT(4096)去掉，其他的文件程序不變的話(huà)，make生成的bin文件大小為1.7KB。這樣子對比就可以看出來(lái)AT真的起作用了。



mini2440開(kāi)發(fā)板的時(shí)鐘

Fin=12MHz FCLK=400MHz HCLK=100MHz PCLK=50MHz
所以FCLK：HCLK：PCLK=1:4:8，CLKDIV_VAL=5
MDIV=127 PDIV=2 SDIV=1
編譯生成bin文件，下載運行

本實(shí)驗一共包含6個(gè)文件，分別為Makefile，head.S，init.c，main.c，nand.c，nand.lds，最后會(huì )把文件源代碼全部貼出來(lái)。
將6個(gè)文件復制到虛擬機的linux系統中，然后make編譯生成nand.bin文件，通過(guò)supervivi的v命令，結合DNW將它下載到板子中，然后板子從nand flash啟動(dòng)，可以看到4個(gè)led燈全亮。


代碼源文件

百度文庫pdf地址：http://wenku.baidu.com/view/85e30572168884868662d603.html?st=1
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源代碼下載地址：http://download.csdn.net/detail/mybelief321/5234602