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        一種通用的NAND Flash參數(shù)識別方法

        2011-04-23 10:12:50劉桂英
        電子科技 2011年6期
        關(guān)鍵詞:數(shù)據(jù)位流程圖總數(shù)

        劉桂英

        (湛江師范學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,廣東湛江 524048)

        NAND Flash具有容量大、改寫速度快、價格低廉等優(yōu)點,得到了廣泛應(yīng)用,而且NAND Flash更新?lián)Q代速度快。面對市面上不斷推出的各種新款NAND Flash,如何從一個未知參數(shù)的NAND Flash芯片中獲得相應(yīng)的參數(shù),以便一般實驗室和愛好者研究和使用。本文介紹了一種通用的識別NAND Flash未知參數(shù)方法。

        1 NAND Flash的參數(shù)識別流程

        對于 NAND Flash中,基本參數(shù)為 Page大小,Spare區(qū)大小,Block數(shù)目,每個 Block中 Page的數(shù)量[1]。

        確定Page大小和Spare區(qū)大小。NAND Flash的參數(shù)識別可以分為6個步驟:

        (1)調(diào)節(jié)NAND Flash控制器Timing,將速度調(diào)慢,使得所有NAND Flash的Timing都能滿足。

        (2)識別NAND Flash的數(shù)據(jù)位寬。

        (3)識別Page大小和Spare區(qū)大小。

        (4)識別每個Block中包含多少個Page。

        (5)識別NAND Flash包含的Block總數(shù)。

        (6)不斷調(diào)整速度測試,查找該NAND Flash比較穩(wěn)定的高速頻率。

        1.1 設(shè)置慢速Timing

        每個NAND Flash都有其最小Timing間隔,如圖 1所示[2]。

        圖1 NAND Flash的最小Timing間隔示意圖

        NAND Flash一般只限定最小時間,沒有限定最大時間,所以當(dāng)各部分Timing設(shè)置為一個較大值時,比如100 kbit·s-1的速率,基本能滿足所有 NAND Flash的要求,即一個通用的頻率。

        當(dāng)然這個速度相對于NAND Flash所能承受的最大速度而言較慢,只是為下一步探索所有NAND Flash的通用參數(shù)作準(zhǔn)備,這里不要求效率,只要滿足兼容所有NAND Flash即可。

        1.2 識別NAND Flash數(shù)據(jù)位寬

        目前 NAND Flash數(shù)據(jù)位寬有:8 bit和16 bit兩種。

        這兩個數(shù)據(jù)位寬的NAND Flash,都符合ONFI標(biāo)準(zhǔn),惟一不用的是數(shù)據(jù)寬度,一個數(shù)據(jù)Clock分別接收或發(fā)送8 bit和16 bit,對于速度要求較高的應(yīng)用可以選用 16 bit[3-6]。

        圖2 識別流程圖

        1.3 識別Page大小和Spare區(qū)大小

        隨著NAND Flash容量不斷增大,NAND Flash的page大小規(guī)格也不斷變化。上一代產(chǎn)品page大小為512 Byte?,F(xiàn)在市場主流NAND Flash的page大小為2048 Byte,4096 Byte,市場最新的產(chǎn)品已出現(xiàn)page大小為8192 Byte。最后可以看到NAND Flash page大小規(guī)格有:512 Byte,2048 Byte,4096 Byte,8192 Byte,…。從NAND Flash發(fā)展規(guī)律可以看出,由2048以后都是倍數(shù)地增長,可以利用這個規(guī)律,不斷地進行讀寫對比測試,獲得最終結(jié)果,所以識別page大小的方法如圖3所示。

        相比之前,Spare區(qū)的大小規(guī)律性不強,收集到目前市場上NAND Flash的Spare區(qū)規(guī)格有16 Byte,64 Byte,128 Byte,218 Byte,224 Byte,…。雖然單從這些數(shù)字來看沒有規(guī)律,實際上是有規(guī)則的。發(fā)現(xiàn)這樣的搭配,當(dāng)Page大小為512 Byte的NAND Flash,它的Spare區(qū)必定為16 Byte,Page大小為2048 Byte的芯片,Spare區(qū)的大小為64 Byte,但當(dāng)Page大小為4 kB或者8 kB時,規(guī)律則不明顯,不同廠家不同型號Spare區(qū)大小都可能不同,最后得出如圖4所示的Spare區(qū)大小判斷方法。

        圖3 識別Page大小的方法

        圖4 Spare區(qū)大小判斷方法

        1.4 識別每個Block里包含Page的數(shù)量

        NAND Flash是以Block為擦除單位,即擦除即擦除了一個Block中所示Page的信息。這也是Linux mtd,Wince和各種NAND Flash驅(qū)動的必須參數(shù)之一。這個參數(shù)比較有規(guī)律,一般為 32,64,128,256,512,…。采用讀寫對比方法最終確定大小,方法流程如圖5所示。

        1.5 識別整個NAND Block總數(shù)

        這個參數(shù)決定了NAND Flash的容量大小,判斷NAND Flash Block總數(shù)中,有一個技巧就是當(dāng)讀寫時Block號大于NAND Flash本身的Block個數(shù)時,它會忽略超出的高位部分,只取偏移。所以可以利用這個特性,不斷累加Block,直到溢出為止,詳細的流程如圖6中所示。

        圖5 方法流程圖

        圖6 識別整個NAND Block總數(shù)流程圖

        1.6 速度測試

        速度測試常用方法是從大到小不斷遞增地配置速度,然后讀寫對比,這樣即可獲得最大速度。

        2 實驗結(jié)果

        分別抽取了9個NAND Flash測試,表1為實驗的識別結(jié)果。

        表1 實驗的識別結(jié)果

        實驗結(jié)果表明,實驗準(zhǔn)確率為100%,這個通用的識別方法不僅識別信息全,而且準(zhǔn)確。

        3 結(jié)束語

        介紹了一個通用的NAND Flash參數(shù)識別方法,通過這種方法,可以獲取有用的NAND Flash信息,進而可以在沒有芯片資料的條件下不受約束,順利地操作各種NAND Flash。

        [1] The Open NAND Flash Interface Warking Group.Open NAND flash interface specification v2.0[S].USA:The Open NAND Flash Interface Warking Group,2006.

        [2] Intel Conpration.Intel MD332B NAND Flash Memory Specification[M].Norway:Intel Conpration,2009.

        [3] KirK Zurell.嵌入式系統(tǒng)的C程序設(shè)計[M].艾克武,張劍波,艾克文,譯.北京:機械工業(yè)出版社,2002.

        [4] 蔡浩.一種NAND Flash自啟動的新方法[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2007(8):184-151.

        [5] 劉思平,陳利學(xué).基于 FPGA的 NAND Flash控制器[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2007(9):141-142.

        [6] 夏濤.基于ARM9內(nèi)核Processor對外部NAND Flash的控制實現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2007(11):193-195.

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