大容量NANDFlash在多媒体手机中的应用
时间:2012-03-27 09:55:00点击:次
NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。NOR的特点是芯片内执行（XIP,eXecuteInPlace），这样应用程序可以直接在flash闪存内运行，不必再把代码读到系统RAM中。NOR的传输效率很高，在1~4MB的小容量时具有很高的成本效益，电路板克隆但是很低的写入和擦除速度大大影响了它的性能。NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快，是大数据量存储的最佳选择。在选择存储方案的时候，设计师必须综合考虑以下因素：
（1）NOR的读速度比NAND稍快一些。
（2）NAND的写入速度比NOR快很多。
（3）NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。
（4）大多数写入操作需要先进行擦除操作。
（5）NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少。
（6）NAND闪存中每个块的最大擦写次数是一百万次，而NOR的擦写次数是十万次。
此外，NAND的使用比NOR的使用复杂的多。在NOR器件上运行代码不需要任何的软件支持，在NAND器件上进行同样操作时，通常需要驱动程序，也就是内存技术驱动程序（MTD），NAND和NOR器件在进行写入和擦除操作时都需要MTD.
使用NOR器件时所需要的MTD要相对少一些，许多厂商都提供用于NOR器件的更高级软件，这其中包括M-SySTem的TrueFFS驱动，该驱动被WindRiverSystem、Microsoft、QNXSoftwareSystem、Symbian和Intel等厂商所采用。
2 TC58DDM82A1XBJ5在多媒体手机中的应用
在多媒体手机中，TC58DDM82A1XBJ5主要用来存储图片、声音文件等数据量较大的文件。
TC58DDM82A1XBJ5是Toshiba公司生产的256MbitsNANDEEPROM.工作电压为2.7V~3.6V或者1.65V~1.95V。
存储结构为528bytes×32pages×2048blocks.Page的大小为528Bytes,Block的大小为（16K+512）Bytes。
2.1 引脚排列和功能
NANDFlash采用高度复用的访问接口，该接口既作地址总线，又作数据总线和指令输入接口。NANDFlash的的接口引脚主要分三类：数据引脚，控制引脚，状态引脚。TC58DDM82A1XBJ5的数据引脚为8位，即I/O1~I/O8,用来输入/输出地址，数据和指令。pcb抄板有一个状态引脚（RY/BY）用来表示芯片的状态，当芯片进行数据写入、擦除、随机读取的时候，其输出电平为高，表明芯片正忙，否则输出低电平。/WP引脚用来禁止获允许对芯片进行写入操作。当其为低电平时禁止写操作，反之允许写操作。控制引脚有6个，见引脚定义。
2.2 TC58DDM82A1与AD6528的连接
AD6528是AnalogDevicesInc.生产的Hermes系列GSM/GPRS处理器。AD6528采用DSP+MCU的双核结构，其中MCU采用的是ARM7,DSP部分选用了ADI自己的ADSP-218xDSP核。
2.3 TC58DDM82A1的操作方式
TC58DDM82A1的地址输入、命令输入、数据输入输出都是通过CLE、ALE、CE、WE、RE、RST、PRE1/PRE2引脚控制。控制逻辑如表1所示：
表1 逻辑表
*1:/WP=0,则禁止TC58DDM82A1的Program和Erase操作TC58DDM82A1的各种工作模式，如读、复位、编程等，都是通过命令字来进行控制的。
2.4 TC58DDM82A1的时序分析及驱动程序
可知，第一个周期，CLE信号有效时通过IO口向命令寄存器发送命令00H.此时NANDFlash处于写状态，因此WE有效，RE无效。发送命令后，接着发送要读的地址，该操作将占用WE的3个周期。注意，此时发送的是地址信息，因此CLE为低，而ALE为高电平。当信息发送完毕后，不能立刻读取数据，因为芯片此时处于BUSY（忙）状态，需要等待2~20ms.之后，才能开始真正的数据读取。此时WE为高电平而处于无效状态，同时CE片选信号也始终为低以表明选中该芯片。
完成ReadMode（1）的伪码如下：
ReadMode1_Func（Cmd, Addr）
{
RE=1;
ALE = 0 ;
CLE = 1 ;
WE = 0 ;
CE=0;
SendCmd（Cmd）； // 向NAND 发送操作命令，此例中应该是00H
WE = 1 ; / / NAND 取走命令
CE = 1 ;
CLE=0; // 发送命令结束
ALE=1; // 开始发送起始地址
for（i=0;i<3;i++）
{
WE = 0 ;
CE=0;
SendAddr（Addr）；
WE=1; // 取走指令
CE=1;
} // 发送完所有地址
CE=1;
WE = 1 ;
ALE = 0 ;
Delay（2）；
while（BUSY）
Wait; // 判断等待状态是否结束
RE=0;
CE=0;
ReadData（Buf）； // 读取数据到buffer
}
2.5 NANDFlashDiver的特殊功能
NANDFlash的访问是串行的，比较类似硬盘的存储方式。NANDFlash必须有Driver的支持才能在手机使用。Driver除了提供对NANDFlash的Read,Program,Erase外，还应该提供以下基本的功能：
BadBlockManagement
WearLevelingTreatment
ECC（ErrorCorrectCode）
NANDFlash是通过Driver分配的逻辑地址来进行访问的。BadBlockManagement对坏块不分配逻辑地址，这样会形成连续的逻辑地址。WearLevelingTreatment避免对某一区域进行大量的读写操作，这样就会延长NANDFlash的使用时间。ECC主要完成读写过程中的纠错，但是ECC只能对1bit的数据进行纠错。
