s3c2440存儲控制器和地址以及啓動的理解

1.首先應該先了解Flash ROM的種類

　　NOR FLASH地址線和數據線分開，來了地址和控制信號，數據就出來。
　　NAND Flash地址線和數據線在一塊兒，須要用程序來控制，才能出數據。通俗的說，只給地址不行，要先命令，再給地址，才能讀到NAND的數據,在一個總線完成的。
　　結論是：ARM沒法從NAND直接啓動。除非裝載完程序，才能使用NAND Flash.
　 　Nand Flash的命令、地址、數據都經過I/O口發送，管腳複用，這樣作作的好處是，能夠明顯減小NAND FLASH的管腳數目，未來若是設計者想將NAND FLASH更換爲更高密度、更大容量的，也沒必要改動電路板。在S3C2440中NANDFLASH的控制依靠NAND FLASH控制器。不可以執行程序，總結其緣由以下 ：
（1） NAND FLASH自己是鏈接到了控制器上而不是系統總線上。CPU啓動後是要取指令執行的，若是是SROM、NOR FLASH 等之類的，CPU 發個地址就能夠取得指令並執行，NAND FLASH不行，由於NAND FLASH 是管腳複用，它有本身的一套時序，這樣CPU沒法取得能夠執行的代碼，也就不能初始化系統了。
（2）NAND FLASH是順序存取設備，不可以被隨機訪問，程序就不可以分支或跳轉，這樣你如何去設計程序。

 

2.在2440中爲何能夠配置成從Nand Flash中啓動程序？
　 　若是S3C2440被配置成從Nand Flash啓動, S3C2440的Nand Flash控制器有一個特殊的功能,在S3C2440上電後,Nand Flash控制器會自動的把Nand Flash上的前4K數據搬移到4K內部SRAM中,（此內部RAM被稱爲Steppingstone）並把0x00000000設置內部RAM的起始地 址,CPU從內部RAM的0x00000000位置開始啓動。這個過程不須要程序干涉。程序員須要完成的工做,是把最核心的啓動程序放在Nand Flash的前4K中，也就是說,你須要編寫一個長度小於4K的引導程序,做用是將主程序拷貝到SDRAM中運行。

3.啓動方式：

Samsung S3C2440支持Nor Flash和Nand Flash啓動，主要由OM[1:0]這兩位來決定從何處啓動。具體含義以下:

OM[1：0]=00時，處理器從NAND Flash啓動；
OM[1：0]=01時，處理器從16位寬度的ROM啓動；
OM[1：0]=10時，處理器從32位寬度的ROM啓動；
OM[1：0]=11時，處理器從Test Mode啓動。

　　ARM的啓動都是從0地址開始，所不一樣的是地址的映射不同。在ARM開電的時候，要想讓ARM知道以某種方式（地址映射方式）運行，不可能經過你寫的某段程序控制，由於這時候你的程序還沒啓動，這時候ARM會經過引腳的電平來判斷。
（1）當引腳OM0跟OM1有一個是高電平時，這時地址0會映射到外部nGCS0片選的空間(Bank0)，也就是Norflash，程序就會從Norflash中啓動，ARM直接取Norflash中的指令運行。
（2） 當OM0跟OM1都爲低電平，則0地址內部bootbuf（一段4k的SRAM）開始。系統上電，ARM會自動把NANDflash中的前4K內容考到 bootbuf（也就是0地址），而後從0地址運行。這時NANDFlash中的前4K就是啓動代碼（他的功能就是初始化硬件而後在把NANDFlash 中的代碼複製到RAM中，再把相應的指針指向該運行的地方）

 

4.啓動代碼應該作什麼？
　　因爲Nand Flash控制器從Nand Flash中搬移到內部RAM的代碼是有限的,因此在啓動代碼的前4K裏,咱們必須完成S3C2440的核心配置以及把啓動代碼(U-BOOT)剩餘部分 搬到RAM中運行。至於將2440當作單片機玩裸跑程序的時候，就不要作這樣的事情，當代碼小於4K的時候，只要下到nand flash中就會被搬運到內部RAM中執行了。bootloader在某種意義上來講便是一個啓動代碼，種類有不少（vivi，uboot 等），可是功能上無非就是完成一些初始化。bootloader是芯片復位後進入操做系統以前執行的一段代碼，完成由硬件啓動到操做系統啓動的過渡，爲運 行操做系統提供基本的運行環境，如初始化CPU、堆棧、初始化存儲器系統等，其功能相似於PC機的BIOS。

　　在實際的開發中，通常能夠把bootloader燒入到Norflash，程序運行能夠經過串口交互，進行必定的操做，好比下載，調試。這樣就很能夠很方便的調試你的一些代碼。Norflash中的Bootloader還能夠燒錄內核到Norflash等等功能。

5.存儲控制器的做用：
　　在2440中分了8個bank,每一個bank的基地址由nCGSx來選擇，每一個bank都接外設以後，就能夠經過存儲控制器來進行地址上的選擇了。每一個bank與外設的鏈接方式不同，主要看外設是每次進行多少位的數據傳輸，若是是8位，這樣CPU的地址線A0就能夠直接接外設的A0，若是是16位，那麼CPU的A1就該接到外設的A0,以此類推。nor flash接在bank0,數據線爲16位。存儲控制器的特性以下：
　　大小端設置;
　　地址空間:每一個bank爲128MB (總共1GB);
　　除了bank0其他全部banks的數據位寬是可編程的(8/16/32-bit);（bank0是16/32位）
 　　總共8個memory banks,其中6個bank是接ROM,SRAM等,其他2個bank是接ROM,SRAM,SDRAM等;
　　7個memory bank的起始地址是固定的;(發現size也是固定的,128MB)
　　1個memory bank的起始地址和大小是可靈活可變的;
　　全部banks的訪問週期數是可編程的;
　　支持片外等待信號以擴充總線週期;
　　SDRAM在Power down模式下支持自動刷新。

　　這裏看到有8個BANK，而後他們地址怎麼就能夠肯定呢？理解：外面一共就使用了27根地址線，還有5根地址線沒有被使用，5根地址線就有16個選擇了，初步估計其中的3根又被用來選擇這8個bank了，因此纔有那樣的地址~~至於那個可變地址，暫時還想不出什麼解釋，好像是叫部分譯碼~呵呵。。OK

6.Nand Flash控制器：
 　　自動啓動: 系統復位後,boot code搬運到4KB Steppingstone,而後在其內部執行;
 　　Nand Flash存儲接口: 支持256Words,512Bytes,1KWords和2KBytes Page;
　　軟件模式: 用戶能直接訪問nand flash;
　　接口: 支持8/16-bit Nand flash存儲接口;
　　支持大小端模式;
　　硬件ECC發生器;
　　Steppingstone: 4KB SRAM Buffer,在nand flash啓動事後能夠用做它處.

　　當系統處在復位狀態時,Nand flash控制器從管腳NCON,GPG13,GPG14,GPG15獲得nand flash的一些信息(如page size,bus width等,見下圖)。在上電或系統復位以後,則Nand flash控制器將自動加載4KB boot loader代碼,以後就是在steppingstone裏執行. 　　注意:在自動啓動這個過程當中,ECC模塊是不發揮做用的。