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页编程（写操作） Nand flash的写操作叫做编程Program，编程，一般情况下，是以页为单位的。 有的Nand Flash，比如AFND1G08U3，支持部分页编程，但是有一些限制：在同一个页内的，连续的部分页的编程，不能超过4次。一般情况下，很少使用到部分页编程，都是以页为单位进行编程操作的。 一个操作，用两个命令去实现，看起来是多余，效率不高，但是实际上，有其特殊考虑， 至少对于块擦除来说，开始的命令0x60是擦除设置命令(erase setup comman)，然后传入要擦除的块地址，然后再传入擦除确认命令（erase confirm command）0xD0，以开始擦除的操作。 这种，分两步：开始设置，最后确认的命令方式，是为了避免由于外部由于无意的/未预料而产生的噪音，即使被nand flash误认为是擦除操作，但是没有之后的确认操作0xD0，nand flash就不会去擦除数据，这样使得数据更安全，不会由于噪音而误操作。 读（read）操作过程详解 以最简单的read操作为例，解释如何理解时序图，以及将时序图中的要求，转化为代码。 解释时序图之前，让我们先要搞清楚，我们要做的事情：那就是，要从nand flash的某个页里面，读取我们要的数据。 要实现此功能，会涉及到几部分的知识，至少很容易想到的就是：需要用到哪些命令，怎么发这些命令，怎么计算所需要的地址，怎么读取我们要的数据等等。 下面，就一步步的解释，需要做什么，以及如何去做： 1.需要使用何种命令 首先，是要了解，对于读取数据，要用什么命令。 下面是datasheet中的命令集合： 图5.Nand Flash AFND1G08U3的命令集合 很容易看出，我们要读取数据，要用到Read命令，该命令需要2个周期，第一个周期发0x00，第二个周期发0x30。 2.发送命令前的准备工作以及时序图各个信号的具体含义 知道了用何命令后，再去了解如何发送这些命令。 图6.Nand Flash数据读取操作的时序图 注：此图来自ATO的型号AFND1G08U3的nand flash的数据手册(datasheet)。 我们来一起看看，我在图6中的特意标注的①边上的黄色竖线。 黄色竖线所处的时刻，是在发送读操作的第一个周期的命令0x00之前的那一刻。 让我们看看，在那一刻，其所穿过好几行都对应什么值，以及进一步理解，为何要那个值。 （1）黄色竖线穿过的第一行，是CLE。还记得前面介绍命令所存使能（CLE）那个引脚吧？CLE，将CLE置1，就说明你将要通过I/O复用端口发送进入Nand Flash的，是命令，而不是地址或者其他类型的数据。只有这样将CLE置1，使其有效，才能去通知了内部硬件逻辑，你接下来将收到的是命令，内部硬件逻辑，才会将受到的命令，放到命令寄存器中，才能实现后面正确的操作，否则，不去将CLE置1使其有效，硬件会无所适从，不知道你传入的到底是数据还是命令了。 （2）而第二行，是CE#，那一刻的值是0。这个道理很简单，你既然要向Nand Flash发命令，那么先要选中它，所以，要保证CE#为低电平，使其有效，也就是片选有效。 （3）第三行是WE#，意思是写使能。因为接下来是往nand Flash里面写命令，所以，要使得WE#有效，所以设为低电平。 （4）第四行，是ALE是低电平，而ALE是高电平有效，此时意思就是使其无效。而对应地，前面介绍的，使CLE有效，因为将要数据的是命令，而不是地址。如果在其他某些场合，比如接下来的要输入地址的时候，就要使其有效，而使CLE无效了。 （5）第五行，RE#，此时是高电平，无效。可以看到，知道后面低6阶段，才变成低电平，才有效，因为那时候，要发生读取命令，去读取数据。 （6）第六行，就是我们重点要介绍的，复用的输入输出I/O端口了，此刻，还没有输入数据，接下来，在不同的阶段，会输入或输出不同的数据/地址。 （7）第七行，R/B#,高电平，表示R（Ready）/就绪，因为到了后面的第5阶段，硬件内部，在第四阶段，接受了外界的读取命令后，把该页的数据一点点送到页寄存器中，这段时间，属于系统在忙着干活，属于忙的阶段，所以，R/B#才变成低，表示Busy忙的状态的。 介绍了时刻①的各个信号的值，以及为何是这个值之后，相信，后面的各个时刻，对应的不同信号的各个值，大家就会自己慢慢分析了，也就容易理解具体的操作顺序和原理了。 3.如何计算出，我们要传入的地址 在介绍具体读取数据的详细流程之前，还要做一件事，那就是，先要搞懂我们要访问的地址，以及这些地址，如何分解后，一点点传入进去，使得硬件能识别才行。 此处还是以AFND1G08U3为例，此nand flash，一共有1024个块，每个块内有64页，每个页是2K+64 Bytes，假设，我们要访问其中的第1000个块中的第25页中的1208字节处的地址，此时，我们就要先把具体的地址算出来： 物理地址=块大小×块号+页大小×页号+页内地址=1000×（64×（2K+64））+25×（2K+64）+1208=0x80F52F8,接下来，我们就看看，怎么才能把这个实际的物理地址，转化为nand Flash所要求的格式。 在解释地址组成之前，先要来看看其datasheet中关于地址周期的介绍： 图7 Nand Flash的地址周期组成 结合图7和图5中的2，3阶段，我们可以看出，此nand flash地址周期共有5个，2个列(Column)周期，2个行（Row）周期。 而对于对应地，我们可以看出，实际上， 列地址A0~A10，就是页内地址，地址范围是从0到2047，而多出的A11，理论上可以表示2048～4095，但是实际上，我们最多也只用到了2048～2112，用于表示页内的oob区域，其大小是64字节。 A12～A27，称作页号，页的号码，可以定位到具体是哪一个页。 而其中，A18～A27，表示对应的块号，即属于哪个块。 // 可见：地址的传输顺序是是 页内地址，页号，块号。 从小到大。 简单解释完了地址组成，那么就很容易分析上面例子中的地址了： 0x80F52F8 = 1000 0000 1111 0101 0010 1111 1000，分别分配到4个地址周期就是： 1st 周期，A7～A0 ：1111 1000 = 0xF8 2nd周期，A11～A8 ：0000 0010 = 0x02 3rd周期，A19～A12 ：1111 0101 = 0xF5 4th周期，A27～A20 ：1000 0000 = 0x80 注意，与图7中对应的，*L，意思是低电平，由于未用到那些位，datasheet中强制要求设为0，所以，才有上面的2nd周期中的高4位是0000。 因此，接下来要介绍的，我们要访问第1000个块中的第25页中的1208字节处的话，所要传入的地址就是分4个周期，分别传入两个列地址的：0xF8，0x02，然后再传2个行地址的：0xF5，0x80，这样硬件才能识别。 4.读操作过程的解释 准备工作终于完了，下面就可以开始解释说明，对于读操作的，上面图中标出来的，1-6个阶段，具体是什么含义。 （1） 操作准备阶段：此处是读（Read）操作，所以，先发一个图5中读命令的第一个阶段的0x00,表示，让硬件先准备一下，接下来的操作是读。 （2） 发送两个周期的列地址。也就是页内地址，表示，我要从一个页的什么位置开始读取数据。 （3） 接下来再传入两个行地址。对应的也就是页号。 （4） 然后再发一个读操作的第二个周期的命令0x30。接下来，就是硬件内部自己的事情了。 （5） Nand Flash内部硬件逻辑，负责去按照你的要求，根据传入的地址，找到哪个块中的哪个页，然后把整个这一页的数据，都一点点搬运到页缓存中去。而在此期间，你所能做的事，也就只需要去读取状态寄存器，看看对应的位的值，也就是R/B#那一位，是1还是0，0的话就表示，系统是busy，仍在”忙“（着读取数据），如果是1，就说系统活干完了，忙清了，已经把整个页的数据都搬运到页缓存里去了，你可以接下来读取你要的数据了。 对于这里。估计有人会问了，这一个页一共2048+64字节，如果我传入的页内地址，就像上面给的1028一类的值，只是想读取1028到2011这部分数据，而不是页开始的0地址整个页的数据，那么内部硬件却读取整个页的数据出来，岂不是很浪费吗？答案是，的确很浪费，效率看起来不高，但是实际就是这么做的，而且本身读取整个页的数据，相对时间并不长，而且读出来之后，内部数据指针会定位到你刚才所制定的1208的那个位置。 （6） 接下来，就是你“窃取“系统忙了半天之后的劳动成果的时候了，呵呵。通过先去Nand Flash的控制器中的数据寄存器中写入你要读取多少个字节(byte)/字(word)，然后就可以去Nand Flash的控制器的FIFO中，一点点读取你要的数据了。 至此，整个Nand Flash的读操作就完成了。 对于其他操作，可以根据我上面的分析，一点点自己去看datasheet，根据里面的时序图去分析具体的操作过程，然后对照代码，会更加清楚具体是如何实现的。 | 
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