1. 导言
NAND FLASH被广泛应用于电子体系中作为数据存储。在各种高端电子体系中现场可编程门阵列(FPGA)已被广泛应用。FPGA灵敏的硬件逻辑能完成对NAND FLASH的读写操作。本文中论述了一种根据NIOS II 软核的NAND FLASH的驱动办法。
2. VDNF2T16VP193EE4V25简介
欧比特公司的VDNF2T16VP193EE4V25是一款容量为2Tb、位宽为16位的NAND FLASH，其内部由8片基片拓扑而成，其拓扑结构如下：
图1 VD1D8G08VS66EE8T7B拓扑结构
其首要特性如下：
总容量2Tb;
位宽：16位;
SLC;
兼容ONFI2.2;
封装：PGA193;
电源：+3.3V(VCC)、+1.8V(VCCQ)。
3. VDNF2T16VP193EE4V25的操控器规划
大容量NAND FLASH操控器规划包含一个IP核规划。其根据NIOS II 的AVALON总线。AVALON总线能兼容大部分存储器接口，IP核将AVALON总线时序转接至NAND FLASH，从而对NAND FLASH进行读写操作。
IP逻辑首要有片选信号发生、ALE、CLE、RE、WE等操控信号的转接。其间RE、WE信号可选用AVALON总线的RE、WE信号;CLE、ALE选用总线地址的低2位进行操控;片选数量较多可根据AVALON总线的byteen信号进行译码发生。
图2 操控器功用框图
//写信号
assign nand_wr_n = {avalon_wr_n,avalon_wr_n,avalon_wr_n,avalon_wr_n};
//读信号
assign nand_rd_n = {avalon_rd_n,avalon_rd_n,avalon_rd_n,avalon_rd_n};
//ALE信号，选用地址0
assign nand_ale = {avalon_add[0],avalon_add[0]};
//CLE信号，选用地址1
assign nand_cle = {avalon_add[1],avalon_add[1]};
//片选信号
assign nand_cs_n[0] = temcs[0]|avalon_byteen_n[0];
assign nand_cs_n[1] = temcs[0]|avalon_byteen_n[1];
……
IP核规划完成后选用QSYS进行硬件渠道树立，QSYS体系软核对外引出信号有EPCS、UART、NAND FLASH接口，在Quartus II树立原理图块进行编译发生硬件信息。
选用Nios II Software Build Tools for Eclipse 对QSYS进行软件编程可完成对NAND FLASH的驱动。
//NAND FLASH数据寄存器地址界说
#define NandFlashDataReg0 (VDNF2T16_V1_0_BASE)
//NAND FLASH ALE寄存器地址界说
#define NandFlashAddReg0 (VDNF2T16_V1_0_BASE+4)
//NAND FLASH CLE寄存器地址界说
#define NandFlashCmdReg0 (VDNF2T16_V1_0_BASE+8)
……
以下为读取ID及坏块的信息：
******************************************************************
The cs=0 NAND_FLASH’s ID is Right ,The ID is=0x2c881a7a9000
***********************************************************************
This cs=0 FLASH’s Bank=0 have 5 BadBlocks:
The num=0 Bank LUN1’s num=90 is BadBlock.
The num=0 Bank LUN1’s num=91 is BadBlock.
The num=0 Bank LUN1’s num=1738 is BadBlock.
The num=0 Bank LUN2’s num=90 is BadBlock.
The num=0 Bank LUN2’s num=91 is BadBlock.
The Number of Bank’s Valid Block is Right.
……
4. 定论
本文论述了一种经过FPGA完成对欧比特公司的大容量NAND FLASH芯片VDNF2T16VP193EE4V25的操作办法。规划中选用ALTERA公司FPGA芯片，使用自建IP树立硬件渠道完成NAND FLASH的驱动。该规划也可移植到其他FPGA上，能够很好地应用在各嵌入式电子体系中。
