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1.首先应该先了解Flash ROM的种类
NOR FLASH地址线和数据线分开,来了地址和控制信号,数据就出来。
NAND Flash地址线和数据线在一起,需要用程序来控制,才能出数据。
通俗的说,只给地址不行,要先命令,再给地址,才能读到NAND的数据,在一个总线完成的。
结论是:ARM无法从NAND直接启动。除非装载完程序,才能使用NAND Flash.
2.Nand Flash的命令、地址、数据都通过I/O口发送,管脚复用,这样做做的好处是,可以明显减少NAND FLASH的管脚数目,将来如果设计者想将NAND FLASH更换为更高密度、更大容量的,也不必改动电路板。在S3C2440中NANDFLASH的控制依靠NAND FLASH控制器。不能够执行程序,本人总结其原因如下 :
a. NAND FLASH本身是连接到了控制器上而不是系统总线上。CPU启动后是要取指令执行的,如果是SROM、NOR FLASH 等之类的,CPU 发个地址就可以取得指令并执行,NAND FLASH不行,因为NAND FLASH 是管脚复用,它有自己的一套时序,这样CPU无法取得可以执行的代码,也就不能初始化系统了。
b. NAND FLASH是顺序存取设备,不能够被随机访问,程序就不能够分支或跳转,这样你如何去设计程序。
OM[1:0]所决定的启动方式
OM[1:0]=00时,处理器从NAND Flash启动
OM[1:0]=01时,处理器从16位宽度的ROM启动
OM[1:0]=10时,处理器从32位宽度的ROM启动。
OM[1:0]=11时,处理器从Test Mode启动。
Arm的启动都是从0地址开始,所不同的是地址的映射不一样。在arm开电的时候,要想让arm知道以某种方式(地址映射方式)运行,不可能通过你写的某段程序控制,因为这时候你的程序还没启动,这时候arm会通过引脚的电平来判断。
a.当引脚OM0跟OM1有一个是高电平时,这时地址0会映射到外部nGCS0片选的空间(Bank0),也就是Norflash,程序就会从Norflash中启动,arm直接取Norflash中的指令运行。
b.当OM0跟OM1都为低电平,则0地址内部bootbuf(一段4k的SRAM)开始。系统上电,arm会自动把NANDflash中的前4K内容考到bootbuf(也就是0地址),然后从0地址运行。
这时NANDFlash中的前4K就是启动代码(他的功能就是初始化硬件然后在把NANDFlash中的代码复制到RAM中,再把相应的指针指向该运行的地方)
5.启动代码应该做什么?
由于Nand Flash控制器从Nand Flash中搬移到内部RAM的代码是有限的,所以在启动代码的前4K里,我们必须完成S3C2440的核心配置以及把启动代码(U-BOOT)剩余部分搬到RAM中运行,至于将2440当做单片机玩裸跑程序的时候,就不要做这样的事情,当代码小于4K的时候,只要下到nand flash中就会被搬运到内部RAM中执行了。
bootloader在某种意义上来说即是一个启动代码,种类有很多(vivi uboot 等),但是功能上无非就是完成一些初始化。bootloader是芯片复位后进入操作系统之前执行的一段代码,完成由硬件启动到操作系统启动的过渡,为运行操作系统提供基本的运行环境,如初始化CPU、堆栈、初始化存储器系统等,其功能类似于PC机的BIOS.
此为bootloading过程图:
Boot Loader .JPG
当系统处在复位状态时,Nand flash控制器从管脚NCON,GPG13,GPG14,GPG15得到nand flash的一些信息(如page size,bus width等,见下图).在上电或系统复位之后,则nand flash控制器将自动加载4KB boot loader代码,之后就是在steppingstone里执行.
注意:在自动启动这个过程中,ECC模块是不发挥作用的,所以前4KB nand flash应当不含bit error.