原创 WinCE中nandflash驱动开发介绍

先来谈一下flash，flash是一种非易失存储器，一般flash存储设备分为Nandflash和Norflash。这两种flash各有优缺点。在读写速度上，norflash的读速度快一些，nandflash的写速度会快一些。Nandflash的容量一般都比Norflash大很多，而且相比价格比较便宜。但是Norflash支持XIP，而nandflash不支持，而且Nandflash可能有坏块。相关的比较，网上很多文章都有介绍，这里就说这么多了。

这里介绍nandflash驱动，在WinCE中，有专门针对flash存储设备驱动的支持，一般传统采用FAL+FMD的架构。在WinCE最新的版本中，也就是Windows CE6.0 R2中，还支持MDD+PDD的架构。在FAL+FMD架构中，FAL层由微软来实现，我们需要实现FMD层的相关接口函数。在MDD+PDD的架构中，MDD替换了原来架构中的FAL，而PDD相当于原来的FMD，只要实现PDD层就可以了。如果你的系统已经升级到WinCE6.0 R2，那么你应该可以在\WINCE600\Public\COMMON\OAK\DRIVERS目录下面找到这两种架构驱动的源代码。 由于MDD+PDD的架构在WinCE6.0 R2中才有支持，本人也没有实现过。所以这里只介绍基于FAL+FMD架构下，nandflash驱动的开发，这也是目前大家都采用的开发flash驱动的架构。

如上面所说，我们需要实现FMD层的相关接口，下面来介绍一下各个接口函数：
1. PVOID FMD_Init(LPCTSTR lpActiveReg, PPCI_REG_INFO pRegIn, PPCI_REG_INFO pRegOut)： 这个是Flash设备的初始化函数。在WinCE启动的时候，要加载Flash驱动时，首先调用这个函数对flash设备进行初始化。如果你的系统中有nandflash的controller，那么你需要在这里对你的nandflash controller进行初始化。如果没有的话，你需要针对你的硬件设计进行相关的片选，时序等进行配置。返回一个handle表示成功，这个handle将被FMD_Deinit(..)函数用到，如果返回NULL表示失败。

2. BOOL FMD_Deinit(PVOID hFMD)： 这个函数在nandflash驱动卸载的时候被调用，参数就是FMD_Init函数返回的Handle.一般在这个函数里面，你可以释放一些用到的资源，然后关闭nandflash controller。

3. BOOL FMD_ReadSector(SECTOR_ADDR startSectorAddr, LPBYTE pSectorBuff, PSectorInfo pSectorInfoBuff, DWORD dwNumSectors)： 这个函数用于读nandflash的一个扇区。对于nandflash来说，分大page和小page，大page是2048个bytes一页，小page是512个bytes一页。所以大page每个扇区有2048 bytes，小page每个扇区有512 bytes。
startSectorAddr： nandflash物理扇区的起始地址，对于nandflash来说，就是nandflash中从哪个page开始。
pSectorBuff：扇区数据buffer，从nandflash中读出的每一个扇区的数据都存放在这个buffer中。
pSectorInfoBuff：扇区信息buffer，一般每个扇区的信息会被保存在nandflash的带外数据中，针对小page，带外数据有16 bytes，大page有64 bytes。从nandflash的带外数据将该扇区的相关信息读出来，存放在这个buffer中。
dwNumSectors：读取多少个扇区，对于nandflash来说相当于读取多少个page。

4. BOOL FMD_WriteSector(SECTOR_ADDR startSectorAddr, LPBYTE pSectorBuff, PSectorInfo pSectorInfoBuff, DWORD dwNumSectors)： 该函数用于写nandflash的一个扇区。参数和上面的FMD_ReadSector的参数意思一样，就不多说了。

5. BOOL FMD_EraseBlock(BLOCK_ID blockID)： 该函数用于擦出nandflash的一个block，参数为要擦除nandflash的block地址，也就是第几个block。

6. DWORD FMD_GetBlockStatus(BLOCK_ID blockID)： 该函数获得nandflash中某一个block的状态。参数为nandflash的block地址。由于nandflash中可能有坏块，所以针对nandflash，这个函数首先会检查当前块是否是坏块，这个一般通过读取当前block的第0个page和第1个page的带外数据。对于小page nandflash一般是读取第5个byte，对于大page nandflash一般读取第0个byte，如果不为0xff表示该块是坏块。当然，至于具体该读哪个byte，最好还是看一下所用nandflash的datasheet，确认一下，不同的厂家可能有所不同。如果发现该块是坏块，应该返回BLOCK_STATUS_BAD。如果不是坏块，需要读取这个块的起始扇区的扇区信息。如果读该扇区信息出错，应该返回BLOCK_STATUS_UNKNOWN，否则，判断独到的信息，返回相应结果。

7. BOOL FMD_SetBlockStatus(BLOCK_ID blockID, DWORD dwStatus)： 该函数设置nandflash某个block的状态，第一个参数是nandflash的block地址，第二个是要设置的状态。在这个函数中，首先检查dwStatus是不是BLOCK_STATUS_BAD，如果是就对nandflash作坏块标记，然后返回FALSE。如果不是，就将dwStatus写到该block的第0个page的扇区info中。这个函数和上面的函数正好是相反的。

8. BOOL FMD_GetInfo(PFlashInfo pFlashInfo)： 该函数用于返回flash的信息。其中pFlashInfo是一个包含flash信息的结构。
pFlashInfo->flashType：flash的类型，对于nandflash来说，应该是NAND。
pFlashInfo->wDataBytesPerSector：一个扇区多少个bytes，对于大page是2048，对于小page是512。
pFlashInfo->dwNumBlocks：flash中总共有多少个block，查一下所用的nandflash的datasheet就知道了。
pFlashInfo->wSectorsPerBlock：每个block中包含多少个扇区。
pFlashInfo->dwBytesPerBlock：每个block中包含多少个bytes。

9. VOID FMD_PowerDown()和VOID FMD_PowerUp()： 这两个函数用于电源管理。FMD_PowerDown()用于关闭flash设备电源，FMD_PowerUp()用于恢复flash设备电源。根据你所用处理器和相关硬件环境，去实现这两个函数。不实现也不会影响nandflash的使用。

10. BOOL FMD_OEMIoControl(..)： 就像很多的IOControl函数一样，根据不同的case，实现相应的功能。针对nandflash来说，这里面的case不一定都需要实现。事实上，如果什么都没有实现，也不影响nandflash的使用。在WinCE的文档中，定义了一些需要实现的case，你可以实现，也可以不去实现。

对于nandflash来说，实现上述函数就可以了。在nandflash出厂的时候，厂家已经对nandflash中的坏块进行了标记。所以第一次对nandflash操作的时候，不要随便擦除nandflash，因为这样可能会把坏块标记擦掉，这样你就判断不出哪个块是坏块了。

关于ECC校验，目前很多处理带有nandflash controller，而且nandflash controller带有硬件ECC功能。如果没有硬件ECC，也可以使用软件ECC，软ECC的代码可以在\WINCE600\PUBLIC\COMMON\OAK\DRIVERS\BLOCK\MSFLASHFMD\ECC下找到。一般来说，ECC校验会对512个BYTE产生3个字节的校验码，也就是说对小PAGE来说，每个PAGE有3个字节的ecc校验码；对于大PAGE来说，有12个字节。这些校验码应该在写扇区数据的时候，被写在扇区的带外数据里面。当读扇区数据时，会先把数据读出来，然后根据这些数据计算ecc，再和读出来的ecc进行比较，如果一致，则表示正确。

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