基于SEP4O20的Linux NandFlash驱动设计

摘要：本文首先给出了NandFlash的硬件特点，分析了Linux MTD层(Memow Technology DevICe)的特性，基于东南大学国家ASIC中心自主设计的嵌入式微处理器芯片SEP4020，给出了Linux下NandFlash驱动的详细设计方案。实验结果表明，基于这种驱动方案的NandFlash能进行有效的文件管理和稳定、快速的读写功能，非常适合于嵌入式产品的应用。
关键词：NandFlash；Linux；SEP4020微处理器

0 引言
    NandFlash是一种非易失性的存储介质，它以极高的存储密度，快速的读写速度以及低廉的价格，成为在嵌入式领域应用极为广泛的存储介质。但同时NandFlash更大的存储容量以及更复杂的硬件接口也为软件的设计提出了更高的要求。为了有效地管理复杂的存储硬件以及提供更可靠高效的存储环境，文章给出了在嵌入式Linux下的NandFlash的驱动设计，利用嵌入式Linux系统的高效完善以及Linux MTD子系统的对存储介质的高度兼容，大大提高了NandFlash的使用效率，并降低了驱动开发的难度。
    本文以东南大学自主设计的东芯SEP4020微处理器的为基础，分析NandFlash的内部结构和Linux MTD层的框架，并基于这些研究提出了NandFlash驱动的设计和实现。

1 NandFlash的硬件特点
    NAND器件是基于I／O接口的，这点不同于NOR闪存，基于Bus的RAM接口。NAND芯片以页为单位读写，以块为单位擦除，通过多个引脚传送命令地址数据，使用较复杂的I／O接口来控制。以本文使用的东芝TC58512FT(64MNand)为例，分为4096块，每块有32页，每页有512B的数据区+16B的OOB(out of band)区。(4096×32×512B=64MB)，均通过8跟IOM线串行控制，如图l所示。

    同时由于工艺限制，NAND闪存中允许存在坏块。NAND闪存的每一页有16B(页长度512B)的OOB区用来存放ECC校验数据，ECC有效标志，坏块标志等。所有这些决定了于NAND的存储系统设计需要处理不同于其它类型闪存特有问题。

本文关键字：Linux  嵌入式系统-技术，单片机-工控设备 - 嵌入式系统-技术