《電子技術(shù)應(yīng)用》
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大容量NAND FALSH的原理及應(yīng)用

2018-06-06
關(guān)鍵詞: NANDFALSH FPGA NiosII


  1. 引言

  NAND   FLASH被廣泛應(yīng)用于電子系統(tǒng)中作為數(shù)據(jù)存儲,。在各種高端電子系統(tǒng)中現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)已被廣泛應(yīng)用。FPGA靈活的硬件邏輯能實現(xiàn)對NAND  FLASH的讀寫操作,。本文中闡述了一種基于NIOS II 軟核的NAND FLASH的驅(qū)動方法,。

  2. VDNF2T16VP193EE4V25簡介

  歐比特公司的VDNF2T16VP193EE4V25是一款容量為2Tb,、位寬為16位的NAND  FLASH,其內(nèi)部由8片基片拓?fù)涠?,其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下:

1.png

  圖1 VD1D8G08VS66EE8T7B拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

  其主要特性如下:

  ? 總?cè)萘?Tb;

  ? 位寬:16位;

  ? SLC;

  ? 兼容ONFI2.2;

  ? 封裝:PGA193;

  ? 電源:+3.3V(VCC),、+1.8V(VCCQ)。

  3. VDNF2T16VP193EE4V25的控制器設(shè)計

  大容量NAND FLASH控制器設(shè)計包括一個IP核設(shè)計,。其基于NIOS II  的AVALON總線,。AVALON總線能兼容大部分存儲器接口,,IP核將AVALON總線時序轉(zhuǎn)接至NAND FLASH,從而對NAND  FLASH進行讀寫操作,。

  IP邏輯主要有片選信號產(chǎn)生,、ALE、CLE,、RE,、WE等控制信號的轉(zhuǎn)接。其中RE,、WE信號可采用AVALON總線的RE,、WE信號;CLE、ALE采用總線地址的低2位進行控制;片選數(shù)量較多可依據(jù)AVALON總線的byteen信號進行譯碼產(chǎn)生,。

2.png

  圖2 控制器功能框圖

  //寫信號

  assign nand_wr_n = {avalon_wr_n,avalon_wr_n,avalon_wr_n,avalon_wr_n};

  //讀信號

  assign nand_rd_n = {avalon_rd_n,avalon_rd_n,avalon_rd_n,avalon_rd_n};

  //ALE信號,,采用地址0

  assign nand_ale = {avalon_add[0],avalon_add[0]};

  //CLE信號,采用地址1

  assign nand_cle = {avalon_add[1],avalon_add[1]};

  //片選信號

  assign nand_cs_n[0] = temcs[0]|avalon_byteen_n[0];

  assign nand_cs_n[1] = temcs[0]|avalon_byteen_n[1];

  ……

  IP核設(shè)計完成后采用QSYS進行硬件平臺搭建,,QSYS系統(tǒng)軟核對外引出信號有EPCS,、UART、NAND FLASH接口,,在Quartus  II建立原理圖塊進行編譯產(chǎn)生硬件信息,。

3.png

  采用Nios II Software Build Tools for Eclipse 對QSYS進行軟件編程可實現(xiàn)對NAND FLASH的驅(qū)動。

  //NAND FLASH數(shù)據(jù)寄存器地址定義

  #define NandFlashDataReg0 (VDNF2T16_V1_0_BASE)

  //NAND FLASH ALE寄存器地址定義

  #define NandFlashAddReg0 (VDNF2T16_V1_0_BASE+4)

  //NAND FLASH CLE寄存器地址定義

  #define NandFlashCmdReg0 (VDNF2T16_V1_0_BASE+8)

  ……

  以下為讀取ID及壞塊的信息:

  ******************************************************************

  The cs=0 NAND_FLASH's ID is Right ,The ID is=0x2c881a7a9000

  ***********************************************************************

  This cs=0 FLASH's Bank=0 have 5 BadBlocks:

  The num=0 Bank LUN1's num=90 is BadBlock.

  The num=0 Bank LUN1's num=91 is BadBlock.

  The num=0 Bank LUN1's num=1738 is BadBlock.

  The num=0 Bank LUN2's num=90 is BadBlock.

  The num=0 Bank LUN2's num=91 is BadBlock.

  The Number of Bank's Valid Block is Right.

  ……

  4. 結(jié)論

  本文闡述了一種通過FPGA實現(xiàn)對歐比特公司的大容量NAND   FLASH芯片VDNF2T16VP193EE4V25的操作方法,。設(shè)計中采用ALTERA公司FPGA芯片,,利用自建IP搭建硬件平臺實現(xiàn)NAND   FLASH的驅(qū)動。該設(shè)計也可移植到其他FPGA上,,可以很好地應(yīng)用在各嵌入式電子系統(tǒng)中,。

  參考文獻:

  [1] 珠海歐比特控制工程股份有限公司. VDNF2T16VP193EE4V25使用說明書[Z]. 2016.

  [2] Nios II Software Developer’s Handbook[Z].2011.

  [3] Embedded Peripherals IP User Guide [Z].2011.

  [4] Avalon Interface Specifications [Z].2011.


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