嵌入式学习笔记（一）——初识NAND FLASH
初识NAND FLASH
今天买了本二手书（《嵌入式系统原理及接口技术》）刚从目录扫到“NAND FLASH”这个概念，晚上就得到了老师的任务，要我做NAND FLASH FTL，神马香港博士做好了接口，让改程序神码的，虽然不明白什么意思，但感觉像驱动开发，觉得很厉害！！！
差点起名字叫NAND FLASH学习笔记，一想也不对，我目前的目标是NAND FLASH，但是相关的整个体系都得学才明白，而我也是这样做的，那应该叫嵌入式学习。
说是让我先去搜索中文资料，随后发给我英文版的资料。好了，开始搜索吧，先百科“NAND FLASH”，再百度“NAND FLASH FTL” “NAND FLASH 驱动”等字眼，然后把我那二手书也扫两眼，就这么定了
百科篇：
打开百科，映入眼帘的是NOR FLASH与NAND FLASH对比。NOR的特点是XIP，eXecute In Place——芯片内执行，技术角度就是，它可以在FLASH内运行程序，不用转到RAM，这就是所谓插入U盘可以扩充电脑内存的说法的来源吧，那这句话的错误之处肯定在于他没提出NAND不可以这样做。
NOR的传输效率很高，在1～4MB的小容量时具有很高的成本效益，但是很低的写入和擦除 速度大大影响了它的性能。NAND结构能提供极高的单元密度，可以达到高存储密度，并且写入和擦除的速度也很快。应用NAND的困难在于flash的管理需要特殊的系统接口。以前知道磁盘都是扇区的，FLASH的擦写单元是块。NOR的块大64KB~128KB，擦写一次慢，NAND块小8KB~32KB，擦写一次快。而且NOR擦前要写1，更繁琐更慢了。
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性能比较
目前我的大脑获得的有用信息就是NAND期间使用复杂的I/O口来串行地存取数据，8个引脚用来传送控制/地址和数据信息。总之，它需要驱动。
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构成
NAND Flash 的数据是以bit的方式保存在memory cell，一般来说，一个cell 中只能存储一个bit。这些cell 以8个或者16个为单位，连成bit line，形成所谓的byte(x8)/word(x16)，这就是NAND Device的位宽。这些Line会再组成Page，(NAND Flash 有多种结构，我使用的NAND Flash 是K9F1208,下面内容针对三星的K9F1208U0M)，每页528Bytes(512byte(Main Area)+16byte(Spare Area))，每32个page形成一个Block(32*528B)。具体一片flash上有多少个Block视需要所定。我所使用的三星k9f1208U0M具有4096个block，故总容量为4096*（32*528B）=66MB，但是其中的2MB是用来保存ECC校验码等额外数据的，故实际中可使用的为64MB。
NAND flash以页为单位读写数据，而以块为单位擦除数据。按照这样的组织方式可以形成所谓的三类地址：Column Address：Starting Address of the Register. 翻成中文为列地址，地址的低8位Page Address ：页地址Block Address ：块地址对于NAND Flash来讲，地址和命令只能在I/O[7:0]上传递，数据宽度是8位。在NOR器件上运行代码不需要任何的软件支持，在NAND器件上进行同样操作时，通常 需要驱动程序，也就是内存技术驱动程序(MTD )，NAND和NOR器件在进行写入和擦除操作时都需要MTD。
坏块：NAND的坏块是分布的，也不好有效处理，因此存储一直需要虚拟映射。
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NOR FLASH的主要供应商是INTEL ,MICRO等厂商，曾经是FLASH的主流产品，但现在被 NAND FLASH挤的比较难受。它的优点是可以直接从FLASH中运行程序，但是工艺复杂，价格比 较贵。
NAND FLASH的主要供应商是SAMSUNG和东芝，在U盘、各种存储卡、MP3播放器里面的都是这种 FLASH，由于工艺上的不同，它比NOR FLASH拥有更大存储容量，而且便宜。但也有缺点，就是无法寻址直接运行程序，只能存储数据。另外NAND FLASH 非常容易出现坏区，所以需要有校验的算法。在掌上电脑里要使用NAND FLASH 存储数据和程序，但是必须有NOR FLASH来启动。除了SAMSUNG处理器，其他用在掌上电脑的主流处理器还不支持直接由NAND FLASH 启动程序。因此，必须先用一片小的NOR FLASH 启动机器，在把OS等软件从NAND FLASH 载入SDRAM中运行才行，挺麻烦的。（引导相关 bootloader还没学）另外还有数码产品中，有SLC和MLC两种NAND，品牌，制作工艺等，封装技术BGA、COB、TSOP。等等。。。我的重点是linux和驱动，掠过
课本篇（Day 2）:
把我的二手书《嵌入式系统原理及接口技术》看了下，和NAND FLASH有关的标题有两个，一个是寻址（Addressing），一个是接口（interface)
NAND FLASH接口引脚有三类：数据、控制、状态。
数据引脚高度复用：地址总线、数据总线、命令输入信号线。
此外还有命令锁存使能CLE、地址锁存使能ALE、读写使能nRE、nWE、片选nCE等，还有R/nB（高电平表示芯片忙），I/O 0～7。
有个问题，NAND FLASH（eg.K9F6408) 8MB可用空间，除以块数1024,除以页数16，一页可用512B，可是实际确实528B，还有16B的辅助数据存储器，存放ECC代码，坏块信息和文件系统代码等。而且：芯片内部还有一个528B的静态寄存器，名为页寄存器，听起来像一个索引，但是却是用来做数据存取的缓冲区。
那这里就有个悖论了，怎么设计要制作的存储芯片大小，按8MB生产的话，不够，还要给出一堆零头，专门计算此特例。难道按528那个算，这样生产太不统一标准了吧，又或者都是大概多大一块，然后用了多少，所以都不整齐，只是大概容量差不多，从里边格式化来这么多就行了。实际生产到底怎样呢（至少知道组成原理课中一般都简化了，一个芯片就是个很规整的数字比如8MB）.
NAND FLASH的特点使它可以当bootloader，貌似是这个意思。
（前文提过NAND FLASH需要接口设计，而且没有统一标准，只是说各家可能大概套路会些共同点，这本N年前的书说ONFI（Open NAND Flash Interface），说Intel发起的要统一标准，既然现在老师还让我做，估计是没统一，查一下吧，貌似2011年就ONFI3.0了。。。。那统一不统一，估计也有工作要做，因为是嵌入式嘛。。。）
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其他嵌入式基础知识：
NAND FLASH到此告一小段，先继续看两页《Understanding the Linux Kernel(3rd Edition)》（《深入理解Linux内核》，我看是渗入）
上次上课老师说的“两种模式”原来是对的，我们说用户态和核心态，其实原文就是是模式（mode）
非特权用户模式unprivileged User Mode和特权内核模式privileged Kernel Mode
前者进入后者的唯一两种途径就是中断（Interrupts）和异常（Exceptions）_看来计算机组成原理要被复习一遍。
然后，一些小常识和细节——各种专业名词，各种英语，此书主要用80*86芯片，linux2.6.11，“因为代码太多，我们不可能都列出来，我们只选择有代表性的”。
各种ARM系列，还有THUMB指令集与ARM指令集，在这空中楼阁太枯燥了，等需要接触的时候查询吧。
初期只能零散学了，先积累点基础知识，对什么都有点印象，后边免得硬啃太慢太枯燥。
接下来的计划是找一找linux内核和驱动的相关文章，快速入门一下。
