【ARM-WINCE 】 WinCE中nandflash驅動開發介紹

先來談一下flash，flash是一種非易失儲存器，一般flash儲存裝置分為Nandflash和Norflash。這兩種flash各有優缺點。在讀寫速度上，norflash的讀速度快一些，nandflash的寫速度會快一些。Nandflash的容量一般都比Norflash大很多，而且相比價格比較便宜。但是Norflash支援XIP，而nandflash不支援，而且Nandflash可能有壞塊。相關的比較，網上很多文章都有介紹，這裡就說這麼多了。

這裡介紹nandflash驅動，在WinCE中，有專門針對flash儲存裝置驅動的支援，一般傳統採用FAL+FMD的架構。在WinCE最新的版本中，也就是Windows CE6.0 R2中，還支援MDD+PDD的架構。在FAL+FMD架構中，FAL層由微軟來實現，我們需要實現FMD層的相關介面函式。在MDD+PDD的架構中，MDD替換了原來架構中的FAL，而PDD相當於原來的FMD，只要實現PDD層就可以了。如果你的系統已經升級到WinCE6.0 R2，那麼你應該可以在\WINCE600\Public\COMMON\OAK\DRIVERS目錄下面找到這兩種架構驅動的原始碼。 由於MDD+PDD的架構在WinCE6.0 R2中才有支援，本人也沒有實現過。所以這裡只介紹基於FAL+FMD架構下，nandflash驅動的開發，這也是目前大家都採用的開發flash驅動的架構。

如上面所說，我們需要實現FMD層的相關介面，下面來介紹一下各個介面函式：

1. PVOID FMD_Init(LPCTSTR lpActiveReg, PPCI_REG_INFO pRegIn, PPCI_REG_INFO pRegOut)： 這個是Flash裝置的初始化函式。在WinCE啟動的時候，要載入Flash驅動時，首先呼叫這個函式對flash裝置進行初始化。如果你的系統中有nandflash的controller，那麼你需要在這裡對你的nandflash controller進行初始化。如果沒有的話，你需要針對你的硬體設計進行相關的片選，時序等進行配置。返回一個handle表示成功，這個handle將被FMD_Deinit(..)函式用到，如果返回NULL表示失敗。

2. BOOL FMD_Deinit(PVOID hFMD)： 這個函式在nandflash驅動解除安裝的時候被呼叫，引數就是FMD_Init函式返回的Handle.一般在這個函式裡面，你可以釋放一些用到的資源，然後關閉nandflash controller。

3. BOOL FMD_ReadSector(SECTOR_ADDR startSectorAddr, LPBYTE pSectorBuff, PSectorInfo pSectorInfoBuff, DWORD dwNumSectors)： 這個函式用於讀nandflash的一個扇區。對於nandflash來說，分大page和小page，大page是2048個bytes一頁，小page是512個bytes一頁。所以大page每個扇區有2048 bytes，小page每個扇區有512 bytes。

    startSectorAddr： nandflash物理扇區的起始地址，對於nandflash來說，就是nandflash中從哪個page開始。

    pSectorBuff：扇區資料buffer，從nandflash中讀出的每一個扇區的資料都存放在這個buffer中。

    pSectorInfoBuff：扇區資訊buffer，一般每個扇區的資訊會被儲存在nandflash的帶外資料中，針對小page，帶外資料有16 bytes，大page有64 bytes。從nandflash的帶外資料將該扇區的相關資訊讀出來，存放在這個buffer中。

    dwNumSectors：讀取多少個扇區，對於nandflash來說相當於讀取多少個page。

4. BOOL FMD_WriteSector(SECTOR_ADDR startSectorAddr, LPBYTE pSectorBuff, PSectorInfo pSectorInfoBuff, DWORD dwNumSectors)： 該函式用於寫nandflash的一個扇區。引數和上面的FMD_ReadSector的引數意思一樣，就不多說了。

5. BOOL FMD_EraseBlock(BLOCK_ID blockID)： 該函式用於擦出nandflash的一個block，引數為要擦除nandflash的block地址，也就是第幾個block。

6. DWORD FMD_GetBlockStatus(BLOCK_ID blockID)： 該函式獲得nandflash中某一個block的狀態。引數為nandflash的block地址。由於nandflash中可能有壞塊，所以針對nandflash，這個函式首先會檢查當前塊是否是壞塊，這個一般通過讀取當前block的第0個page和第1個page的帶外資料。對於小page nandflash一般是讀取第5個byte，對於大page nandflash一般讀取第0個byte，如果不為0xff表示該塊是壞塊。當然，至於具體該讀哪個byte，最好還是看一下所用nandflash的datasheet，確認一下，不同的廠家可能有所不同。如果發現該塊是壞塊，應該返回BLOCK_STATUS_BAD。如果不是壞塊，需要讀取這個塊的起始扇區的扇區資訊。如果讀該扇區資訊出錯，應該返回BLOCK_STATUS_UNKNOWN，否則，判斷獨到的資訊，返回相應結果。

7. BOOL FMD_SetBlockStatus(BLOCK_ID blockID, DWORD dwStatus)： 該函式設定nandflash某個block的狀態，第一個引數是nandflash的block地址，第二個是要設定的狀態。在這個函式中，首先檢查dwStatus是不是BLOCK_STATUS_BAD，如果是就對nandflash作壞塊標記，然後返回FALSE。如果不是，就將dwStatus寫到該block的第0個page的扇區info中。這個函式和上面的函式正好是相反的。

8. BOOL FMD_GetInfo(PFlashInfo pFlashInfo)： 該函式用於返回flash的資訊。其中pFlashInfo是一個包含flash資訊的結構。

    pFlashInfo->flashType：flash的型別，對於nandflash來說，應該是NAND。

    pFlashInfo->wDataBytesPerSector：一個扇區多少個bytes，對於大page是2048，對於小page是512。

    pFlashInfo->dwNumBlocks：flash中總共有多少個block，查一下所用的nandflash的datasheet就知道了。

     pFlashInfo->wSectorsPerBlock：每個block中包含多少個扇區。

    pFlashInfo->dwBytesPerBlock：每個block中包含多少個bytes。

9. VOID FMD_PowerDown()和VOID FMD_PowerUp()： 這兩個函式用於電源管理。FMD_PowerDown()用於關閉flash裝置電源，FMD_PowerUp()用於恢復flash裝置電源。根據你所用處理器和相關硬體環境，去實現這兩個函式。不實現也不會影響nandflash的使用。

10. BOOL FMD_OEMIoControl(..)： 就像很多的IOControl函式一樣，根據不同的case，實現相應的功能。針對nandflash來說，這裡面的case不一定都需要實現。事實上，如果什麼都沒有實現，也不影響nandflash的使用。在WinCE的文件中，定義了一些需要實現的case，你可以實現，也可以不去實現。

對於nandflash來說，實現上述函式就可以了。在nandflash出廠的時候，廠家已經對nandflash中的壞塊進行了標記。所以第一次對nandflash操作的時候，不要隨便擦除nandflash，因為這樣可能會把壞塊標記擦掉，這樣你就判斷不出哪個塊是壞塊了。

關於ECC校驗，目前很多處理帶有nandflash controller，而且nandflash controller帶有硬體ECC功能。如果沒有硬體ECC，也可以使用軟體ECC，軟ECC的程式碼可以在\WINCE600\PUBLIC\COMMON\OAK\DRIVERS\BLOCK\MSFLASHFMD\ECC下找到。一般來說，ECC校驗會對512個BYTE產生3個位元組的校驗碼，也就是說對小PAGE來說，每個PAGE有3個位元組的ecc校驗碼；對於大PAGE來說，有12個位元組。這些校驗碼應該在寫扇區資料的時候，被寫在扇區的帶外資料裡面。當讀扇區資料時，會先把資料讀出來，然後根據這些資料計算ecc，再和讀出來的ecc進行比較，如果一致，則表示正確。

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