Linux下NAND FLASH驅動開發

作者：時間：2016-10-08 來源：網絡

加入技術交流群
- 掃碼加入
  和技術大咖面對面交流
  海量資料庫查詢

但是由于物理制程 / 制造方面的原因，導致 nor 和 nand 在一些具體操作方面的特性不同：

本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/201610/305625.htm

表1：Nand Flash 和 Nor Flash 的區別

1. 理論上是可以的，而且也是有人驗證過可以的，只不過由于 nand flash 的物理特性，不能完全保證所讀取的數據 / 代碼是正確的，實際上，很少這么用而已。因為，如果真是要用到 nand flash 做 XIP ，那么除了讀出速度慢之外，還要保證有數據的校驗，以保證讀出來的，將要執行的代碼 / 數據，是正確的。否則，系統很容易就跑飛了。

2. 芯片內執行 (XIP, eXecute In Place) :

http://hi.baidu.com/serial_story/blog/item/adb20a2a3f8ffe3c5243c1df.html

【 Nand Flash 的種類】

具體再分，又可以分為

1)Bare NAND chips ：裸片，單獨的 nand 芯片

2)SmartMediaCards ： = 裸片 + 一層薄塑料，常用于數碼相機和 MP3 播放器中。之所以稱 smart ，是由于其軟件 smart ，而不是硬件本身有啥 smart 之處。 ^_^

3)DiskOnChip ：裸片 +glue logic ， glue logic= 硬件 ECC 產生器 + 用于靜態的 nand 芯片控制的寄存器 + 直接訪問一小片地址窗口，那塊地址中包含了引導代碼的 stub 樁，其可以從 nand flash 中拷貝真正的引導代碼。

【 spare area/oob 】

Nand 由于最初硬件設計時候考慮到，額外的錯誤校驗等需要空間，專門對應每個頁，額外設計了叫做 spare area 空區域，在其他地方，比如 jffs2 文件系統中，也叫做 oob ( out of band )數據。

其具體用途，總結起來有：

1. 標記是否是壞快

2. 存儲 ECC 數據

3. 存儲一些和文件系統相關的數據，如 jffs2 就會用到這些空間存儲一些特定信息， yaffs2 文件系統，會在 oob 中，存放很多和自己文件系統相關的信息。

2. 軟件方面

如果想要在 Linux 下編寫 Nand Flash 驅動，那么就先要搞清楚 Linux 下，關于此部分的整個框架。弄明白，系統是如何管理你的 nand flash 的，以及，系統都幫你做了那些準備工作，而剩下的，驅動底層實現部分，你要去實現哪些功能，才能使得硬件正常工作起來。

【內存技術設備， MTD ( Memory Technology Device )】

MTD ，是 Linux 的存儲設備中的一個子系統。其設計此系統的目的是，對于內存類的設備，提供一個抽象層，一個接口，使得對于硬件驅動設計者來說，可以盡量少的去關心存儲格式，比如 FTL ， FFS2 等，而只需要去提供最簡單的底層硬件設備的讀 / 寫 / 擦除函數就可以了。而對于數據對于上層使用者來說是如何表示的，硬件驅動設計者可以不關心，而 MTD 存儲設備子系統都幫你做好了。

對于 MTD 字系統的好處，簡單解釋就是，他幫助你實現了，很多對于以前或者其他系統來說，本來也是你驅動設計者要去實現的很多功能。換句話說，有了 MTD ，使得你設計 Nand Flash 的驅動，所要做的事情，要少很多很多，因為大部分工作，都由 MTD 幫你做好了。

當然，這個好處的一個“副作用”就是，使得我們不了解的人去理解整個 Linux 驅動架構，以及 MTD ，變得更加復雜。但是，總的說，覺得是利遠遠大于弊，否則，就不僅需要你理解，而且還是做更多的工作，實現更多的功能了。

此外，還有一個重要的原因，那就是，前面提到的 nand flash 和普通硬盤等設備的特殊性：

有限的通過出復用來實現輸入輸出命令和地址 / 數據等的 IO 接口，最小單位是頁而不是常見的 bit ，寫前需擦除等，導致了這類設備，不能像平常對待硬盤等操作一樣去操作，只能采取一些特殊方法，這就誕生了 MTD 設備的統一抽象層。

MTD ，將 nand flash ， nor flash 和其他類型的 flash 等設備，統一抽象成 MTD 設備來管理，根據這些設備的特點，上層實現了常見的操作函數封裝，底層具體的內部實現，就需要驅動設計者自己來實現了。具體的內部硬件設備的讀 / 寫 / 擦除函數，那就是你必須實現的了。