Intel Flash芯片 i28f160,i28f320:

 

i28F320B: 64*64K,64个blocks,4M空间,每个block 64K,第一个64K由8个8*8K小blocks组成.

每个Black可以被独立擦写(寿命周期) 100,000次以上

Flash操作的大概步骤:

flash读写操作中,读应该很简单,和RAM一样,写就复杂一点. 
Intel TE28F320C3的flash是4M空间
flash空间,划分成许多的block,Intel TE28F320C3的flash是4M空间,64个block,每个block由64K.
要对所有的block单独进行操作, 每个操作结束,都需要判断状态, 
每个block操作的大概步骤如下: 
1.unlock 
2.erase 
3.check empty 
所有的block完成上述操作,且状态正确,才能进行下一步,写 
4.write 

ARM汇编程序

     LDR r2, =FlashBase                     ;Flash起始地址

//第一步,UNLOCK的64个block,步骤和上边一样


          MOV r1,#63                       ;63x64k block 计数 


01     LDRB   r3, =X16_FLASH_COMMAND_CONFIG_SETUP

          STRB          r3, [r2]           ;该block的首地址  

          LDRB          r3, =X16_FLASH_COMMAND_UNLOCK_BLOCK

          STRB          r3, [r2]           ;将Unlock命令写入

          ADD r2, r2, #0x10000             ;64K
          SUBS          r1, r1, #1
          BNE %b01                            
;Unlock OK                                 ;Unlock 完成

//第二布,擦除blocks

        LDR         r0, =FlashBase
        LDR         r1,=63                       ;擦除 63x64k block
01    LDR     r3, =X16_FLASH_COMMAND_ERASE
        LDR     r2, =X16_FLASH_COMMAND_CONFIRM   
        ORR         r3, r3, r2, LSL #16
        STR         r3, [r0]
        LDR     r3, =X16_FLASH_COMMAND_STATUS ;检查寄存器状态
        STRB    r3, [r0]
02    LDRB    r3, [r0]                              ;读状态
        TST         r3, #X16_FLASH_STATUS_READY 
        BEQ     %b02                          ;若状态ready,执行下一个   
        TST     r3, #X16_FLASH_STATUS_ERROR
        BNE     error_erase_block
        ADD         r0, r0, #0x10000
        SUBS    r1, r1, #1
        BNE         %b01
        B         EraseOK
error_erase_block
..............
;EraseOK                               ;擦除完成

//第三步,检查flash是否为空

;Check Flash Empty
        LDR         r4, =FlashBase
        LDR         r5, =0x100000                    ;检查 1MB
        LDR         r0, =0xffffffff
loop_1
        LDR         r1, [r4]
        CMP         r1, r0                     ;比较地址内容和0xffffffff
        BNE         empty_error
       ADD         r4, r4, #4
        CMP         r4, r5
        BLO         loop_1
        B         CheckOK
empty_error
.................
CheckOK
.................

;Check empty OK                        ;检查完成  

//第四步,写flash

;Burn data to Flash ROM

        LDR         r6, =Length_Flash           ;定义数据长度
        LDR         r0, =FlashBase
        LDR         r1, =BufferBase
        MOV         r9, #0
        LDR         r4,=0x10000000
        LDR         r7,=0xc0001000
        STR         r4,    [r7]
        LDR         r1, [r1, r9]

03    LDR     r3, =X16_FLASH_COMMAND_WRITE
        STRB    r3, [r0]                                         ;把写命令放入Block首地址
       LDR     r3, =X16_FLASH_COMMAND_STATUS   
        LDR         r2, [r7]                                          
        LDR         r5, =0x0000ffff            
        AND         r2, r2, r5
        ORR         r2, r2, r3, LSL #16
        STR         r2, [r0]        
02    LDR         r3, [r0]                                 ;读状态寄存器状态
        TST         r3, #X16_FLASH_STATUS_READY   
        BEQ     %b02                          ;若状态ready,执行下一个

        LDR     r3, =X16_FLASH_COMMAND_WRITE
        LDR         r2, [r7]            
        LDR         r5, =0xffff0000                             ;
        AND         r2, r2, r5
        ORR         r3, r3, r2
        STR         r3, [r0]

        LDR     r3, =X16_FLASH_COMMAND_STATUS
        STRB    r3, [r0]            
02    LDR         r3, [r0]                             ; read status
        TST         r3, #X16_FLASH_STATUS_READY
        BEQ     %b02

        LDR     r4, =X16_FLASH_COMMAND_READ
        STRB    r4, [r0]
        ADD         r0, r0, #4
        LDR         r8, [r7]
        ADD         r8, r8,#1
        STR         r8, [r7]
        ADD         r8, r8, #4
writenext

        SUBS     r6, r6, #4         ;if no finished goto 03
        BHI         %b03
        TST     r3, #X16_FLASH_STATUS_ERROR
        BNE     error_write
        LDR     r3, =X16_FLASH_COMMAND_READ
        STRB    r3, [r0]
        B         BurnOK
error_write
    ..........
BurnOK



闪存技术
NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术。Intel于1988年首先开发出NOR flash技术,彻底改变了原先由EPROM和EEPROM一统天下的局面。紧接着,1989年,东芝公司发表了NAND flash结构,强调降低每比特的成本,更高的性能,并且象磁盘一样可以通过接口轻松升级。但是经过了十多年之后,仍然有相当多的硬件工程师分不清NOR和NAND闪存。
相“flash存储器”经常可以与相“NOR存储器”互换使用。许多业内人士也搞不清楚NAND闪存技术相对于NOR技术的优越之处,因为大多数情况下闪存只是用来存储少量的代码,这时NOR闪存更适合一些。而NAND则是高数据存储密度的理想解决方案。
NOR的特点是芯片内执行(XIP, eXecute In Place),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,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。应用NAND的困难在于flash的管理和需要特殊的系统接口。

性能比较
flash闪存是非易失存储器,可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程。任何flash器件的写入操作只能在空或已擦除的单元内进行,所以大多数情况下,在进行写入操作之前必须先执行擦除。NAND器件执行擦除操作是十分简单的,而NOR则要求在进行擦除前先要将目标块内所有的位都写为0。
由于擦除NOR器件时是以64~128KB的块进行的,执行一个写入/擦除操作的时间为5s,与此相反,擦除NAND器件是以8~32KB的块进行的,执行相同的操作最多只需要4ms。
执行擦除时块尺寸的不同进一步拉大了NOR和NADN之间的性能差距,统计表明,对于给定的一套写入操作(尤其是更新小文件时),更多的擦除操作必须在基于NOR的单元中进行。这样,当选择存储解决方案时,设计师必须权衡以下的各项因素。
● NOR的读速度比NAND稍快一些。
● NAND的写入速度比NOR快很多。
● NAND的4ms擦除速度远比NOR的5s快。
● 大多数写入操作需要先进行擦除操作。
● NAND的擦除单元更小,相应的擦除电路更少。

接口差别
NOR flash带有SRAM接口,有足够的地址引脚来寻址,可以很容易地存取其内部的每一个字节。
NAND器件使用复杂的I/O口来串行地存取数据,各个产品或厂商的方法可能各不相同。8个引脚用来传送控制、地址和数据信息。
NAND读和写操作采用512字节的块,这一点有点像硬盘管理此类操作,很自然地,基于NAND的存储器就可以取代硬盘或其他块设备。

容量和成本
NAND flash的单元尺寸几乎是NOR器件的一半,由于生产过程更为简单,NAND结构可以在给定的模具尺寸内提供更高的容量,也就相应地降低了价格。
NOR flash占据了容量为1~16MB闪存市场的大部分,而NAND flash只是用在8~128MB的产品当中,这也说明NOR主要应用在代码存储介质中,NAND适合于数据存储,NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存储卡市场上所占份额最大。

可*性和耐用性
采用flahs介质时一个需要重点考虑的问题是可*性。对于需要扩展MTBF的系统来说,Flash是非常合适的存储方案。可以从寿命(耐用性)、位交换和坏块处理三个方面来比较NOR和NAND的可*性。
寿命(耐用性)
在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。NAND存储器除了具有10比1的块擦除周期优势,典型的NAND块尺寸要比NOR器件小8倍,每个NAND存储器块在给定的时间内的删除次数要少一些。
位交换
所有flash器件都受位交换现象的困扰。在某些情况下(很少见,NAND发生的次数要比NOR多),一个比特位会发生反转或被报告反转了。
一位的变化可能不很明显,但是如果发生在一个关键文件上,这个小小的故障可能导致系统停机。如果只是报告有问题,多读几次就可能解决了。
当然,如果这个位真的改变了,就必须采用错误探测/错误更正(EDC/ECC)算法。位反转的问题更多见于NAND闪存,NAND的供应商建议使用NAND闪存的时候,同时使用EDC/ECC算法。
这个问题对于用NAND存储多媒体信息时倒不是致命的。当然,如果用本地存储设备来存储操作系统、配置文件或其他敏感信息时,必须使用EDC/ECC系统以确保可*性。
坏块处理
NAND器件中的坏块是随机分布的。以前也曾有过消除坏块的努力,但发现成品率太低,代价太高,根本不划算。
NAND器件需要对介质进行初始化扫描以发现坏块,并将坏块标记为不可用。在已制成的器件中,如果通过可*的方法不能进行这项处理,将导致高故障率。

易于使用
可以非常直接地使用基于NOR的闪存,可以像其他存储器那样连接,并可以在上面直接运行代码。
由于需要I/O接口,NAND要复杂得多。各种NAND器件的存取方法因厂家而异。
在使用NAND器件时,必须先写入驱动程序,才能继续执行其他操作。向NAND器件写入信息需要相当的技巧,因为设计师绝不能向坏块写入,这就意味着在NAND器件上自始至终都必须进行虚拟映射。

软件支持
当讨论软件支持的时候,应该区别基本的读/写/擦操作和高一级的用于磁盘仿真和闪存管理算法的软件,包括性能优化。
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Wind River System、Microsoft、QNX Software System、Symbian和Intel等厂商所采用。
驱动还用于对DiskOnChip产品进行仿真和NAND闪存的管理,包括纠错、坏块处理和损耗平衡