一、Nand Flash 简介 Flash 中文名字叫闪存，是一种长寿命的非易失性（断电数据不丢失）的存储器。可以对称为块的存储器单元块进行擦写和再编程，在进行写入操作之前必须先执行擦除。功能性分为两种： NOR Flash：允许随机存取存储器上的任何区域，以编码应用为主，其功能多与运算相关 Nand Flash：主要功能是存储资料，适合储存卡之类的大量数据的存储。 本章以K9F1G08U0E芯片为例讲解Nand Flash。如下为此芯片的数据手册： 二、Nand Flash存储结构
一个Nand Flash由多个块(Block)组成，每个块里面又包含很多页(page)。每个页对应一个空闲区域/冗余区域(spare area),这个区域不是用来存储数据的，用于放置数据的校验值检测和纠错的。 块，是Nand Flash的擦除操作的基本/最小单位。 页，是Nand Flash的写入操作的基本/最小的单位。 从上图可知，K91FG080U0E包含1024 Blocks，每个Block包含 64 Pages，每个Page包含2K Bytes数据空间 + 64 Bytes冗余空间。故总大小=1024 Blocks x 64 Pages x (2K+ 64) B = (1024 + 32) MBits = 1G Bits。 K91G08U0E功能框图如下：
三、Nand Flash引脚功能说明
（字母上面带横杠说明引脚是低电平有效，为书写方便，在字母后面加“#”表示） 四、可变存储控制器(FMC) FMC,即可变存储控制器，为STM32系列单片机的接口，本章就是通过这个接口控制NAND FLAHS。 FMC 功能块可连接：同步/异步静态存储器、 SDRAM 存储器和 NAND Flash。其主要用途有：
说得复杂一点，FMC个功能就是将读写stm32内部地址操作转换为输出满足外部存储器的时序读写外部存储器。例如对STM32内部Ox8000 0000地址写入一个数据，FMC控制器会控制对应的管脚输出一个满足Nand Flash的时序，发送一个数据到Nand Flash设备。同理读取读取内部的寄存器，也会生成一个时序从Nand Flash读取一个数据。因此通过FMC控制外设非常简单，只需读写STM32内部寄存器即可实现对外部存储器的读写操作。我们只需配置好FMC时序寄存器,使产生的时序满足外部存储器的访问时间要求。
FMC框图如上图，所有外部存储器共享地址、数据和控制信号， 但有各自的片选信号。 FMC 一次只能访问一个外部器件。其中FMC_A[25:0]，FMC_D[31:00]为地址线和数据线，由于Nand Flash地址线和数据线复用，故配置时地址线和数据线是一样的。Nand Flash接口如下图(摘自Open746I-C原理图)。
FMC的存储区域外部储存分配图如图。其中Nand Flash为储存区域3，4x64MB。起始地址为0x8000 0000。
五、Nand Flash控制时序 和前面介绍的串行Nor Flash芯片W25Q128FV类似，Nand Flash也是通过指令控制的，在这里简单讲解一下Nand Flash的控制时序，讲解这部分只要是为了加深对Nand Flash的了解，和学习看时序图，实际编程的时候是不需要用到的，这部分ST公司已经提供nand flash的库了，我们只需调用函数控制Nand flash即可，不需要再理会底层。 下面为Nand Flash操作指令:
如下编程操作和读操作的时序。首先先拉低NCE片选，只有选中芯片才能让他工作。 Nand Flash是通过 ALE/CLE 来区分数据线上的数据是命令(CLE有效)，地址(ALE有效)还是数据(CLE/ALE都无效)。通过NWE/NRE来区分数据线上的数据是写操作(NWE有效)还是读操作(NRE有效)。
下面为发送命令的时序图，已经对应的时间参数表：
用FMC控制Nand Flash 我们只需要知道访问波形图中的四个时间参数既可。
MEMxSET = tCLS - tWP >= 0ns MEMxWAIT = tWP >= 12ns MEMxHOLED = tCLH >= 5ns MEMxHIZ = tCLS - tDS >= 0ns 六、新建工程 复制串口printf的工程，修改文件夹名。击STM32F746I.ioc打开STM32cubeMX的工程文件重新配置，选择NCE3开启NAND Flash,数据地址线选择8 bits，Ready or Busy选择 NWAIT。  FMC配置NAND Flash如下：使能ECC校验，建立保存等待等时间参数设置可以见上一节的时序图时间参数。 FMC是挂载到AHB时钟线上，频率等于系统时钟频率，即216M，时钟周期为 1 /216 MHz = ~4.6ns。 NAND属性信息根据前面介绍的K91FG080U0E存储结构配置。
生成报告以及代码，编译程序。在fmc.c文件中可以看到初始化函数。在stm32f7xx_hal_nand.h头文件中可以看到NAND Flash的操作函数。 声明变量: RxBuffer，TxBnffer为读写缓存，大小可以Nand flash一页的长度；NAND_ID储存ID信息，WriteReadAddr为存储Nand Flash操作地址。 /* USER CODE BEGIN PV *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* for K9F1G08 */#define NAND_PAGE_SIZE ((uint16_t)0x0800) /* 2 * 1024 bytes per page w/o Spare Area */NAND_IDTypeDef NAND_ID;NAND_AddressTypeDef WriteReadAddr;static uint8_t TxBuffer [NAND_PAGE_SIZE];static uint8_t RxBuffer [NAND_PAGE_SIZE];uint16_t i;/* USER CODE END PV */ |
