Nandflash K9F1208U0B学习

注：

Row也就是page

1. 引脚描述

I/O0 ~ I/O7-----data inputs/outputs

通过这8个I/O引脚，可以输入命令，地址和数据，也可以在读操作时输出数据。

CLE-----command latch enable

CLE输入控制了发送到命令寄存器的命令。CLE为高电平时激活，在nWE的上升沿，命令通过I/O端口被锁存到命令寄存器中，结合datasheet的相关时序图来理解更为深刻。

ALE-----address latch enable

ALE输入控制了地址发送到内部地址寄存器中，在nWE的上升沿和ALE为高电平时，地址被锁存到地址寄存器中。

nCE-----chip enable

nCE是设备选择控制引脚。

nWE-----write enable

写使能，在nWE的上升沿，命令，地址和数据被锁存。

nWP -----write protect

写保护，当此引脚为低电平激活，也即内部高压发生器复位。

R/B-----ready/busy output

就绪/忙输出引脚，通过这个引脚可以知道设备操作的状态。低电平时，表示编程或擦除或随机读操作在进行，并且根据完成情况来返回高状态。

2. K9F1208U0B的存储结构和存储特点

2.1 K9F1208U0B的存储结构

一片K9F1208U0B总共有4096blocks，每个block包含32pages，每个page包含528bytes，关系如下：

1 device = 4096 blocks

1 block = 32 pages

1 page = 512 Bytes data field + 16 bytes spare field

所以一片K9F1208U0B的容量为4096*32*528=66MB，但是事实上每个page上的最后16bytes是用于存储校验码用的，并不能存放实际的数据，所以实际上我们可以操作的芯片容量为4096*32*512=64MB

由上图可知，1个page总共由528 bytes组成，这528 bytes安顺序由上到下以列为单位进行排列(1列代表一个byte，第0行为第0 byte，第1行为第1 byte)。这528 bytes按功能分为两大部分，分别是data field和spare field，其中spre field占528 bytes里的16 bytes，这16 bytes是用于在读写操作的时候存放校验码用的，一般不用做普通数据的存储区，除去16 bytes，剩下的512 bytes便是我们用于存放数据用的data field，所以一个page上虽然有528 bytes，但我们只按512 bytes进行容量的计算。

Data field安装位置有分为两部分，分别成为1st half和2nd half，每个half各占256 bytes，至于为什么要把data field分为两部分，后面将做进一步分析。

2.2 K9F1208U0B存储操作特点

⑴K9F1208U0B是以页为单位进行读写，以block为单位进行擦除。

⑵K9F1208U0B芯片每一位只能从1变为0，而不能从0变为1，所以在对其进行写操作之前一定要将相应块擦除(擦除即是将相应块的位全部变为1)

⑶最后16 bytes(OOB)，OOB的第六个字节(即第517个byte)标志是否是坏块，如果不是坏块该值为FF，否则为坏块！

⑷除OOB第六字节外，通常至少把OOB的前3个字节存放nandflash硬件ECC码。

2.3

3. K9F1208U0B的地址空间

64M byte物理空间需要26位地址，所以需要4个周期来发送地址，见上图

Column address

列地址，columm address其实就是指定page上的某个byte，指定这个byte，其实也就是指定此页的读写起始地址。512byte需要8bit来表示，对于528byte系列的NANDFLASH，这512byte被分成1st half和2nd half，各自的访问由不同的命令(00h/01h)来选择

因为我们的地址，命令和数据都只能通过I/O0~I/O7这8个引脚发送到nandflash，对应于A0~A7，这也就是为什么A8不出现在我们传递的地址位中，也就是说我们能够指定的column address范围为0~255，但是，1个page的datafield是有512个byte组成的，假设现在我要指定读命令从第256个byte处开始开始读取此页，那么将会发生什么情景呢？我必须把column address设置为256，但column address最大只能是255，这就造成数据溢出，正是这个原因才把data field分成2个半区。当腰读取的其实地址(column address)在0~255内时我们用00h命令，当读取的其实地址是256~511时，则使用01h命令

Page address

页地址，由于页地址总是以512byte对齐的，所以它的低9位总是0，确定读写操作时在flash上的哪个页进行的。一个block有32个page，所以需要5bit来表示，即A9~A13，即该页在blcok内的相对地址

Block address

一个K9F1208U0B flash有4096个block，所以需要12bit来表示，及A14~A25。

地址传送顺序是column address，page address，block address，但由于地址只能在I/O[7:0]上传送，因此，必须采用移位的方式进行，下面以NandAddr为例

⑴第一步是传递column address，就是NandAddr[7:0]，不需要移位即可传递到I/O[7:0]上，而halfpage pointer即bit8是有操作指令(00h/01h)决定的，即指令决定是在哪个halfpage上进行读写，而真正的bit8的值是don’t care的。

⑵第2步就是将NandAddr右移9bit，将NandAddr[16:9]传到I/O[7:0]上。

⑶第3步就将NandAddr[24:17]放到I/O[7:0]上。

⑷第4步需要将NandAddr[25]放到I/O[0]上，因此，整个地址传递过程需要4步才能完成，即4-step addressing。

4. K9F1208U0B的操作命令集

⑴ Read 1

命令是00h/01h，这两个命令用于读取datafield的数据，其中00h表示将要读取K9F1208U0B存储空间中一个页的前半部分，并且将内置指针定位到前半部分的第一个字节；01h表示将要读取K9F1208U0B存储空间中一个页的后半部分，并且将内置指针定位到后半部分的第一个字节。

⑵ Read 2

命令是50h，用于读取sparefield的数据。

⑶ Read ID

命令是90h，读取nandflash芯片的ID号

⑷ Reset

命令是FFh，重启nandflash芯片。

⑸ Page Program

对页进行编程命令，由于写操作，首先写入00h(A区)/01h(B区)/50h，表示写入那个区；再写入80h开始编程模式(写入模式)，接下来写入地址和数据，最后写入10h表示编程结束。

⑹ Block Erase

块擦除命令，首先写入60h进入擦写模式，然后输入块地址；接下来写入D0h，表示擦写结束。

⑺ Read Status

读取内部状态寄存器值命令，命令式70h。

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