基于PNX1501的NandFlash在線(xiàn)燒錄系統
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目前市場(chǎng)上Flash的存儲空間均以塊為單位進(jìn)行管理，每一塊大小為32頁(yè)，每頁(yè)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(lái)存放實(shí)際數據，Spare區間則用來(lái)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(yè)或第1頁(yè)的Spare區第6字節表示(0xFF為有效，其余為無(wú)效)，ECC則是對全部有效數據進(jìn)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(chǎn)過(guò)程中可能會(huì )產(chǎn)生壞塊，而對于壞塊而言，存儲信息就可能會(huì )丟失，因而不能使用。每塊Flash在出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)把原始的壞塊信息寫(xiě)入每塊的第0頁(yè)和第1頁(yè)的Spare區，在擦除時(shí)一定要先檢查是否為壞塊，否則就會(huì )把壞塊信息一并擦除(再也無(wú)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(shí)還可以引入ECC校驗，并對讀取的每頁(yè)512字節數據計算新的ECC，同時(shí)和該頁(yè)Spare區存儲的ECC進(jìn)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(xié)議采用6字節的ECC，由于NandFlash以塊和頁(yè)來(lái)管理數據，因此，對于PC端，首先應將數據按照Nand-Flash結構進(jìn)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(mǎn)32頁(yè)就可開(kāi)辟新的數據結構并掛入鏈表中。
PC和DSP通信是該系統的關(guān)鍵。設計時(shí)可以采用消息方式，也可以在接收端DSP的外掛DDR中開(kāi)辟一段共享區問(wèn)，然后由PC直接將數據寫(xiě)入，再發(fā)送命令進(jìn)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(dòng)中已經(jīng)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(dòng)SDK中增加簡(jiǎn)單接口函數，以將有DSP開(kāi)辟的共享區間的地址通過(guò)消息方式傳送給PC，這樣，PC就能直接對該區問(wèn)進(jìn)行讀寫(xiě)了。該操作的具體代碼如下：
這樣，當DSP接到PC發(fā)送的燒錄命令時(shí)，系統便可讀取共享緩沖區的內容并開(kāi)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(shí)的具體時(shí)序可參照芯片資料所提供的時(shí)序電路來(lái)控制MMIO寄存器以實(shí)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(guò)程中，可能會(huì )失敗并產(chǎn)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(guò))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(jiàn)，在時(shí)間允許的情況下還應對燒錄成功的塊數據進(jìn)行ECC校驗，即讀取全部數據來(lái)計算ECC并和燒錄之前計算的ECC進(jìn)行比較，以判斷是否發(fā)生了位翻轉，從而確定燒錄是否正確。如果發(fā)生兩位以上的翻轉，則說(shuō)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(yǔ)
對DSP外部Flash編程雖然不是一項關(guān)鍵技術(shù)，但是它在整個(gè)DSP嵌入式系統開(kāi)發(fā)過(guò)程之中卻起著(zhù)至關(guān)重要的作用，如何方便、快速地實(shí)現對引導文件(BootLodaer)和文件系統的燒錄，更是直接影響產(chǎn)品的生產(chǎn)與更新的重要環(huán)節。通過(guò)本系統可以迅速快捷地實(shí)現前期所有啟動(dòng)文件的燒錄，實(shí)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(diǎn)無(wú)論從速度上，還是經(jīng)濟上都優(yōu)于通用編程器件。
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