STM32CbueMX之NAND FLASH

本文主要是介绍STM32CbueMX之NAND FLASH，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

前言：

关于NAND FLASH，外面好多例程都是关于时序的计算都是一笔带过。

只会告诉你a=2，但是不会告诉你为什么=2，而不是3.

所以找了挺多资料看，希望文章对你有帮助吧。

ECC我没研究。

本文代码链接：FSMCNAND.rar-其它代码类资源-CSDN下载

Nand flash

Nand-flash存储器是flash存储器的一种，其内部采用非线性宏单元模式，为固态大容量内存的实现提供了廉价有效的解决方案。Nand-flash存储器具有容量较大，改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在业界得到了越来越广泛的应用，如嵌入式产品中包括数码相机、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。

硬件 :MT29F4G08+ F429

发送命令周期时序图：

STM32 FMC NAND寄存器

(MEMxSET + 1) + MEMxHOLD 控制NWE/NOE的高电平时间，

(MEMxWAIT + 1) 控制NWE/NOE的低电平时间，

MEMxHIZ 控制写入时数据线高阻态时间。

计算时序过程：

配置STM32CubeMX之前需要先把MEMxSET、MEMxWAIT、MEMxHOLD 和 MEMxHIZ算出来。

先看一下《AN4761 Application note Using STM32L476/486 FSMC peripheral to drive external memories》手册的4 Interfacing an 8-bit NAND Flash memory章节（手册可以在意法半导体STM32/STM8技术社区 - 提供最新的ST资讯和技术交流搜索AN4761找到）

得到下面时序计算不等式：

结合我们上面硬件芯片时序表格，代入不等式，未知数大等于0且向上取整：

tHCLK = 1s / 180MHz = 5.5ns

(SET + 1) x tHCLK ≥ max (tCS, tCLS, tALS, tCLR, tAR) - tWP

(SET + 1) x 5.5 >= max (15, 10, 10, 10, 10) - 10

(SET + 1) x 5.5 >= 15 - 10

SET >= 0 即可让不等式成立；

不等式(SET + 1) x 5.5 >= 5 ，SET >= 0 虽然不等式成立；

但是5.5ns仅仅比5ns大了0.5ns，考虑到走线等等因素，建议SET >= 1；（向上加 1）

(HIZ) x tHCLK ≥ max (tCS, tALS, tCLS) + (tWP - tDS)

(HIZ) x 5.5 ≥ max (15, 10, 10) + (10 - 7)

(HIZ) x 5.5 >= 15 + 3

HIZ >= 4 即可让不等式成立；

(HOLD) x tHCLK ≥ max (tCH, tCLH, tALH)

(HOLD) x tHCLK ≥ max (5, 5, 5)

(HOLD) x tHCLK ≥ 5

HOLD >= 1 即可让不等式成立；

不等式HOLD x 5.5 >= 5 ，HOLD >= 1 虽然不等式成立；

但是5.5ns仅仅比5ns大了0.5ns，考虑到走线等等因素，建议HOLD >= 2；（向上加 1）

WAIT 计算比较麻烦：必须满足下面几条不等式：

(WAIT + 1) x tHCLK ≥ max (tWP, tRP)

(WAIT + 1)× tHCLK ≥ (tREA + tsu(D-NOE))

WAIT ≥ (tREA + tsu(D-NOE)) /tHCLK - 1

tsu(D-NOE) = 9 ns（来自如《DS9405 STM32F427xx STM32F429xx datasheets》）

最后的计算结果：WAIT >= 4 即可让不等式成立；

最后一步验证一下：

((WAIT + 1) + (HOLD) + (SET + 1)) x tHCLK ≥ max (tWC/RC)

((4+ 1) + (2) + (1+ 1)) x 5.5 ≥ 20

成立！

得到下面结果：

MEMxSET = 1

MEMxWAIT = 4

MEMxHOLD = 2

MEMxHIZ = 4

STM32MXCUBEMX配置：

NAND FLASH使用的是AHB时钟，180MHz，1 HCLK = 5.5ns

ECC computation 使能ECC纠正

ECC page size 选PAGE大小，芯片的page大小是2048

CLE low to RE low delay in HCLK cycles = 1

ALE low to RE low delay in HCLK cycles = 1

由下图手册得知：t_clr = (TCLR + SET + 2) × THCLK ；其中 TCLR 是我们软件CLE low to RE low delay in HCLK cycles的设置值，而SET手册也有写 “注意：根据寻址空间，SET 为 MEMSET 或 ATTSET”。芯片手册tCLR = 10ns

THCLK = 1 / 180MHz = 5.5ns。由于MEMSET = 1；故TAR >= 0即可。

那为什么软件配置是CLE low to RE low delay in HCLK cycles = 1 呢，

看下面手册 TAR = 0，实际上是1个tHCKL。而软件配置问的是几个tHCKL，

那么配置写1个tHCKL，生成代码的时候会变成0。

ALE low to RE low delay in HCLK cycles计算过程如上。

Common space setup time = MEMxSET = 2 tHCLK；

STM32CubeMX 的Common space setup time的单位是tHCLK；从下面手册图可以看到

MEMxSET = 0的时候就是1个tHCLK；由于上面我们已经算出来MEMxSET 取 1，即2tHCLK。

图片来源于《STM32F4xx中文参考手册-扩展章节.pdf》

Common space wait time = MEMxWAIT = 4 tHCLK

Common space hold time = MEMxHOLD = 2 tHCLK（这个参数不需要MEMxHOLD 往上加1）

Common space Hi-Z time = MEMxHIZ = 4 tHCLK

下面4个参数和上面4个参数设置过程类似。

Attribute space setup time = MEMxSET = 1 tHCLK

Attribute space wait time = MEMxWAIT = 4 tHCLK

Attribute space hold time = MEMxHOLD = 2 tHCLK

Attribute space Hi-Z time = MEMxHIZ = 4 tHCLK

看图配置

Page size = 2048 bytes

Spare area size = 64 bytes

Block size = 64 pages

Block number = 2048 blocks

Plane number = 2 planes

Plane size = 4096 blocks

Extra command enable = Disabled

生成代码。

main.c

int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */uint32_t i = 0;NAND_IDTypeDef id;NAND_AddressTypeDef temp;/* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_FMC_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */HAL_Delay(100);printf("sudaroot\r\n");HAL_NAND_Reset(&hnand1);HAL_NAND_Read_ID(&hnand1, &id);printf("HAL_id = 0x%X\r\n", *((unsigned int *)&id));for(i = 0; i < NAND_PAGE_SIZE; i++){buf[i] = 0xFA;}temp.Plane = 0;temp.Block = 0;temp.Page = 0;printf("HAL_NAND_Erase_Block = %d\r\n", HAL_NAND_Erase_Block(&hnand1, &temp));printf("HAL_NAND_Write_Page_8b = %d\r\n", HAL_NAND_Write_Page_8b(&hnand1, &temp, buf, 1));memset(buf, 0, NAND_PAGE_SIZE);printf("HAL_NAND_Read_Page_8b = %d\r\n", HAL_NAND_Read_Page_8b(&hnand1, &temp, buf, 1));for(i = 0; i < NAND_PAGE_SIZE; i++){if((i % 5) == 0)  printf("\r\n");printf("buf[%04d] = 0x%02X ", i, buf[i]);        }printf("\r\n");/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port, LED_Pin);HAL_Delay(100);}/* USER CODE END 3 */
}

现象：

20200715：更新main函数的测试代码

int main(void)
{uint32_t i = 0;NAND_IDTypeDef id;NAND_AddressTypeDef temp;temp.Plane = 0;temp.Block = 0;temp.Page = 0;HAL_Init();SystemClock_Config();MX_GPIO_Init();MX_USART1_UART_Init();MX_FMC_Init();HAL_Delay(100);printf("sudaroot\r\n");// 1、复位NAND芯片，读取芯片IDHAL_NAND_Reset(&hnand1);HAL_NAND_Read_ID(&hnand1, &id);printf("1.HAL_id = 0x%X\r\n", *((unsigned int *)&id));// 2、擦除第0页所在的第0块的数据，并打印HAL_NAND_Erase_Block函数执行结果printf("3.HAL_NAND_Erase_Block = %d\r\n", HAL_NAND_Erase_Block(&hnand1, &temp));// 3、读取在芯片第0页的数据，并打印HAL_NAND_Read_Page_8b函数执行结果memset(buf, 0, NAND_PAGE_SIZE);printf("2.HAL_NAND_Read_Page_8b = %d\r\n", HAL_NAND_Read_Page_8b(&hnand1, &temp, buf, 1));for(i = 0; i < NAND_PAGE_SIZE; i++){if((i % 5) == 0)  printf("\r\n");printf("buf[%04d] = 0x%02X ", i, buf[i]);}printf("\r\n");// 4、初始化数据，把新的数据写入芯片第0页，并打印HAL_NAND_Write_Page_8b函数执行结果for(i = 0; i < NAND_PAGE_SIZE; i++){buf[i] = i & 0x00FF;}printf("4.HAL_NAND_Write_Page_8b = %d\r\n", HAL_NAND_Write_Page_8b(&hnand1, &temp, buf, 1));// 5、重新读取芯片第0页数据，并打印HAL_NAND_Read_Page_8b函数执行结果memset(buf, 0, NAND_PAGE_SIZE);printf("5.HAL_NAND_Read_Page_8b = %d\r\n", HAL_NAND_Read_Page_8b(&hnand1, &temp, buf, 1));for(i = 0; i < NAND_PAGE_SIZE; i++){if((i % 5) == 0)  printf("\r\n");printf("buf[%04d] = 0x%02X ", i, buf[i]);}printf("\r\n");while (1){HAL_Delay(100);}
}

现象：

1、读取芯片ID.证明时序配置正常。

2、擦除第0页所在的第0块的数据，并打印HAL_NAND_Erase_Block函数执行结果（0表示成功）

3、读取在芯片第0页的数据，并打印HAL_NAND_Read_Page_8b函数执行结果（此时数据全是0xFF）

4、初始化数据0x00~0xFF循环，把新的数据写入芯片第0页，并打印HAL_NAND_Write_Page_8b函数执行结果

5、重新读取芯片第0页数据，并打印HAL_NAND_Read_Page_8b函数执行结果，数据0x00~0xFF循环，正确。