U-Boot移植——Nand Flash

0 开发环境

宿主机：Ubuntu14.04

开发板：MIni2440

U-Boot：u-boot.1.1.6

1 准备工作

先根据《U-Boot移植——添加新开发板》添加对MIini2440的支持，然后再继续本文的工作。本文的工作主要参考参考资料[5]p276-283

2 include/configs/mini2440.h

（1）CFG_CMD_NAND

打开include/configs/mini2440.h，取消CFG_CMD_NAND的注释：

（2）CFG_NAND_BASE / CFG_MAX_NAND_DEVICE / NAND_MAX_CHIPS

添加上述CFG_CMD_NAND之后重新编译u-boot-1.1.6，出现以下错误：

在include/configs/mini2440.h的最后添加以下宏定义：

#define CFG_NAND_BASE 0     /* 无实际意义: 基地址, 在board_nand_init中重新指定 */                                                              
#define CFG_MAX_NAND_DEVICE 1 /* NAND Flash"设备"的数目为1 */
#define NAND_MAX_CHIPS      1 /* 每个NAND Flash "设备"由1个NAND Flash"芯片"组成 */

3 board_nand_init（）

经过上述修改，再次编译提示：

由上图可见，缺乏board_nand_init（）的实现。下面描述如何一步一步实现board_nand_init（)函数。

（1）include/s3c24x0.h

打开include/s3c24x0.h，仿照S3C2410_NAND的定义添加S3C2440_NAND的定义：

/* NAND FLASH (see S3C2440 manual chapter 6) */
typedef struct {
    S3C24X0_REG32   NFCONF;
    S3C24X0_REG32   NFCONT;
    S3C24X0_REG32   NFCMD;
    S3C24X0_REG32   NFADDR;
    S3C24X0_REG32   NFDATA;
    S3C24X0_REG32   NFMECCD0;
    S3C24X0_REG32   NFMECCD1;
    S3C24X0_REG32   NFSECCD;
    S3C24X0_REG32   NFSTAT;
    S3C24X0_REG32   NFESTAT0;
    S3C24X0_REG32   NFESTAT1;
    S3C24X0_REG32   NFMECC0;
    S3C24X0_REG32   NFMECC1;
    S3C24X0_REG32   NFSECC;
    S3C24X0_REG32   NFSBLK;
    S3C24X0_REG32   NFEBLK;
} /*__attribute__((__packed__))*/ S3C2440_NAND;

上述结构中的成员都是S3C2440的Nand Flash寄存器，详见S3C2440手册p6-12。
（2）include/s3c2410.h

打开include/s3c2410.h，仿照S3C2410_GetBase_NAND（）定义S3C2440_GetBase_Nand（）：

static inline S3C2440_NAND * const S3C2440_GetBase_NAND(void)                   
{
    return (S3C2440_NAND * const)S3C2410_NAND_BASE;// 注：这里是S3C2410_NAND_BASE,不是S3C2440_NAND_BASE
}

（3）cpu/arm920t/s3c24x0/nand_flash.c

在cpu/arm920t/s3c24x0中创建一个源文件nand_flash.c，内容如下：

/*
 * s3c2440的Nand Flash控制器接口
 * 修改自Linux内核2.6.13文件drivers/mtd/nand/s3c2410.c
 */
#include <common.h>

#if (CONFIG_COMMANDS & CFG_CMD_NAND) && !defined(CFG_NAND_LEGACY)
#include <nand.h>
#include <s3c2410.h>

DECLARE_GLOBAL_DATA_PTR;

#define S3C2440_NFSTAT_READY (1<<0)
#define S3C2440_NFCONT_nFCE (1<<1)

/* NAND Flash的片选函数 */
static void s3c2440_nand_select_chip(struct mtd_info *mtd, int chip)
{
	S3C2440_NAND *const s3c2440nand = S3C2440_GetBase_NAND();
	
	if (chip == -1) {
		s3c2440nand->NFCONT |= S3C2440_NFCONT_nFCE; /* 禁止片选信号 */
	} else {
		s3c2440nand->NFCONT &= ~S3C2440_NFCONT_nFCE; /* 使能片选信号 */
	}
}

/* 命令和控制函数 */
static void s3c2440_nand_hwcontrol(struct mtd_info *mtd, int cmd)
{
	S3C2440_NAND *const s3c2440nand = S3C2440_GetBase_NAND();
	struct nand_chip *chip = mtd->priv;
	
	switch (cmd) {
		case NAND_CTL_SETNCE:
		case NAND_CTL_CLRNCE:
			printf("%s: called for NCE\n", __FUNCTION__);
			break;
		case NAND_CTL_SETCLE:
			chip->IO_ADDR_W = (void *)&s3c2440nand->NFCMD;
			break;
		case NAND_CTL_SETALE:
			chip->IO_ADDR_W = (void *)&s3c2440nand->NFADDR;
			break;
			/* NAND_CTL_CLRCLE */
			/* NAND_CTL_CLRALE */
		default:
			chip->IO_ADDR_W = (void *)&s3c2440nand->NFDATA;
			break;
	}
}

/*
 * S3C2440: 查询NAND Flash状态
 * 返回值: 0表示忙, 1表示就绪
 */
static int s3c2440_nand_devready(struct mtd_info *mtd)
{
	S3C2440_NAND * const s3c2440nand = S3C2440_GetBase_NAND();

	return (s3c2440nand->NFSTAT & S3C2440_NFSTAT_READY);
}

/* Nand Flash硬件初始化 */
static void s3c24x0_nand_inithw(void)
{
	S3C2440_NAND * const s3c2440nand = S3C2440_GetBase_NAND();

#define TACLS 	0
#define TWRPH0 	4
#define TWRPH1 	2

	/* 设置时序 */
	s3c2440nand->NFCONF = (TACLS<<12)|(TWRPH0<<8)|(TWRPH1<<4);
	
	/* 初始化ECC, 使能NAND Flash 控制器, 使能片选信号 */
	s3c2440nand->NFCONT = (1<<4)|(0<<1)|(1<<0);
}

/* 
 * 被dirver/nand/nand.c调用, 初始化NAND Flash硬件, 初始化访问接口函数
 */
void board_nand_init(struct nand_chip *chip)
{
	S3C2440_NAND * const s3c2440nand = S3C2440_GetBase_NAND();


	s3c24x0_nand_inithw(); /*NAND Flash硬件初始化 */

	chip->IO_ADDR_R = (void *)&s3c2440nand->NFDATA;
	chip->IO_ADDR_W = (void *)&s3c2440nand->NFDATA;
	chip->hwcontrol = s3c2440_nand_hwcontrol;
	chip->dev_ready = s3c2440_nand_devready;
	chip->select_chip = s3c2440_nand_select_chip;
	chip->options = 0; /* 设置位宽等, 位宽为8  */

	chip->eccmode = NAND_ECC_SOFT; /* ECC校验方式: 软件ECC */
}
#endif

（4）cpu/arm920t/s3c24x0/Makefile

在cpu/arm920t/s3c24x0/Makefile添加nand_flash.o：