Flash即是存儲芯片的一種，其結合了ROM和RAM的特點，既具備電可擦除編程的性能，又可以快速讀取數據，數據不會因斷電丟失。目前市面上Flash主要有NOR Flash和NAND Flash。

簡單的理解就是，NOR Flash具有隨機存取和隨字節執行寫操作的能力，即可以訪問到存儲器內部的任意一個字節，且具有讀取速度快等特點，它占據1MB—16MB閃存的大部分市場，根據其讀取數據速度快的特點主要應用在代碼存儲；而NAND Flash以“頁”為單位進行對數據的讀寫操作，且具有寫入和擦除速度快等特點，它應用在8MB—256MB的產品中，根據其特點主要應用在數據存儲上。

以型號HY27UF081G2A的NAND Flash芯片為例，其總線寬度為8bit，總內存大小為1Gbit（即128MB），共分為1024塊（Block），每塊又分為64頁（Page），每頁共2KB(main memory)+64B(spare memory)，main memory用來存放數據，spare memory用來標記已壞的塊區和保存對main memory的ECC校驗碼等（正常情況下不用）。更多的HY27UF081G2A資料參照相關Datasheet。

 

1、引腳說明

 

 

      2、地址周期

其中A10—A0表示頁內地址偏移（表示0—2047字節，1頁大小即為2K）

      A11表示上半頁或者下半頁（這位程序員無需關心，決定A10—A0時也間接決定了A11）

      A17—A12表示頁地址（表示0—63頁）

      A27—A18表示塊地址（表示0—1023塊）

由于NAND Flash訪問的單位是“頁”，設置訪問地址時只需要確定A27—A12的值即可確定到某一頁，如果要從頁內的某一位置開始訪問，則根據需要設置A10—A0位來確定從頁內第幾個字節開始訪問，如：要訪問存儲空間為第3塊的第5頁，且從第100字節開始進行訪問，則對應的4個Cycle周期的地址信號為：1 st ：0x64  ， 2 nd ：0x00   ，  3 rd ：0xC5  ，  4th ：0x00

 

 

4、了解接口時序，對該存儲器進行訪問操作有讀取芯片ID、讀頁數據、寫頁數據，塊擦除等共有13種，每種不同的操作對應不用的接口時序，此處只例舉其中的4種操作：讀取芯片ID、讀頁數據、寫頁數據、塊擦除相應的接口時序圖，更多操作參閱其Datasheet。

同時應注意一些時序參數，如在上幾幅時序圖中出現的tAR（ALE至~RE的延時），tCLR（CLE至~RE的延時）等等，這些時間參數都有不同的取值范圍（ns級別），時序圖中出現的Col Add1、Col Add2為列地址表示頁內地址偏移，對應4個Cycle地址中的第1、第2個，Row Add1、Row Add2為行地址標識某塊某頁地址，對應4個Cycle地址中的第3、第4個。更多詳細資料參見相關Datasheet。

 

      FSMC（可變靜態存儲控制器）是STM32系列微控制器采用的一種新型的存儲器擴展技術，可根據系統的需要方便的進行不用類型大容量靜態存儲器的擴展；簡單的理解FSMC模塊可對多種外接存儲器進行控制，其主要包括NOR Flash、NAND Flash、PC卡，下面對訪問NANDFlash介紹。

 

1、STM32F10x控制器與HY27UF081G2A的對接

先看STM32F10x控制器提供的NAND Flash接口（這里為8位的NAND閃存）

接口各信號對應的GPIO口為：

A[17] ： PD12

A[16] ： PD11

D[0:7] ： PD14，PD15，PD0，PD1，PE7，PE8，PE9，PE10

NCE[x] ： 這里使用NCE[2]，對應GPIO口為PD7

NOE(=NER) ： PD4

NWE ： PD5

NWAIT/INT[3:2] ： PD6（根據情況使用該引腳信號，這里不使用）

 

結合HY27UF081G2A的引腳功能說明，STM32與HY27UF081G2A的連線方式選擇如下：

            STM32F10x的NAND接口                  HY27UF081G2A引腳

                  A[16]-------------------------------------------CLE這里使用PG6接到R/~B，在檢測NAND Flash

PG6---------------------------------------------R/~B（是否忙時直接讀取PG6引腳上的電平來判斷）

 

 

通用和屬性空間又可以在低256K字節部分畫分為三個區

應用軟件使用這三個區訪問NAND Flash存儲器：

發送命令至NAND Flash：對命令區任意地區寫入命令即可。

指定NAND Flash的地址：對地址區任意地址寫入地址命令即可，一個NAND地址有4或5個字節（這里使用的HY27UF081G2A芯片為4個字節），需要連續地執行對地址區的寫才能輸出完整的操作地址。

    讀寫數據：軟件只需對數據區任意一個地址寫入或讀出數據即可。

注：因為NAND Flash存儲器自動累加其內部的操作地址，讀寫數據時沒有必要變換數據區的地址，即不必對連續的地址區操作；應用軟件使用這三個區進行訪問NAND Flash之前要先完成對相應的管理寄存器的初始化配置，下面介紹相應的管理配置寄存器。

 

3、STM32的NAND Flash存儲器塊通過以下一組寄存器來管理配置

控制寄存器：FSMC_PCRx

中斷狀態寄存器：FSMC_SRx

ECC寄存器：FSMC_ECCRx

通用存儲器空間的時序寄存器：FSMC_MEMx

屬性存儲器空間的時序寄存器：FSMC_PATTx

I/O空間的時序寄存器：FSMC_PIOx

注：這里用的是塊2部分，因此上面寄存器中的x=2。

 

對于要只控制NAND Flash存儲器，上面的三個時序寄存器中只用到FSMC_MEMx，配置該寄存器來控制NAND通用存儲空間的訪問時序，該寄存器中保存著訪問時序的4個時間參數（MEMsSET+1、MEMxHIZ+1、MEMxWAIT+1、MEMxHOLD+1），每個時間參數的具體說明可參閱STM32相應Datasheet。訪問時序圖如下：

 

對NAND Flash的簡單控制訪問（讀、寫、擦除等）這里只需要配置FSMC_PCRx和FSMC_MEMx這兩個寄存器就夠了，對NAND Flash復雜的控制訪問（檢測壞塊、ECC校驗等）此處不做研究。FSMC_PCRx和FSMC_MEMx寄存器功能參閱STM32相關Datasheet。

 

針對于簡單的讀、寫、擦除等訪問，則過程為：

1、管理寄存器FSMC_PCRx和FSMC_MEMx初始化

      2、通過訪問通用空間的命令區、數據區、地址區完成對NAND Flash的讀、寫、擦除等操作。

 

軟件實現過程：（在此之前要完成系統時鐘配置、相應的總線時鐘使能、相應GPIO口的初始化工作，這里不再進行說明）

1、管理寄存器FSMC_PCRx和FSMC_MEMx初始化

FSMC_PCRx = 0x00060048;

（設置ECC頁面大小2048字節、ALE至~RE的延時為1個HCLK，CLE至~RE的延時為1個HCLK，使能ECC電路，設置總線寬度為8位，設置存儲器類型為NAND Flash，關閉模塊功能，關閉模塊等待功能）

  FSMC_MEMx = 0x01020301;      //設置MEMsSET+1 = 4個HCLK、MEMxHIZ+1 = 3個HCLK、

//MEMxWAIT+1 = 4個HCLK、MEMxHOLD+1 = 4個HCLK

FSMC_PCRx |= 0x00000002;      //使能模塊功能

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