NAND 设备上所支持的文件系统

A. JFFS2（没有坏块处理，支持大容量存储的时候需要消耗大量的内存，大量的随机访问降低了NAND设备的读取效率）和YAFFS（速度快，但不支持文件的压缩和解压）
B. 支持DiskOnChip设备的TRUEFFS（True Flash File System）. TRUEFFS是M-Systems公司为其产品DiskOnChip开发的文件系统，其规范并不开放。
C. 由SSFDC（Solid State Floppy Disk Card）论坛定义的支持SM卡的DOS-FAT。SM卡的DOS-FAT文件系统是由SSFDC论坛定义的，但它必须用在标准的块设备上。
对于大量用在各类存储卡上的NAND 设备而言，他们几乎都采用FAT文件系统，而在嵌入式操作系统下，还没有驱动程序可以直接让NAND设备采用文件系统，就技术角度来说，FAT文件系统不是很适合NAND设备，因为FAT文件系统的文件分区表需要不断地擦写，而NAND设备的只能有限次的擦写。

在上面已经很明显的提到，NAND设备存在坏块，为和上层文件系统接口，NAND设备的驱动程序必须给文件系统提供一个可靠的存储空间，这就需要ECC（Error Corection Code）校验，坏块标注、地址映射等一系列的技术手段来达到可靠存储目的。
SSFDC软件规范中，详细定义了如何利用NAND设备每个页中的冗余信息来实现上述功能。这个软件规范中，很重要的一个概念就是块的逻辑地址，它将在物理上可能不连续、不可靠的空间分配编号，为他们在逻辑空间上给系统文件提供一个连续可靠的存储空间。
表3给出了SSFDC规范中逻辑地址的标注方法。在系统初始化的时候，驱动程序先将所有的块扫描一遍，读出他们所对应的逻辑地址，并把逻辑地址和虚拟地址的映射表建好。系统运行时，驱动程序通过查询映射表，找到需要访问的逻辑地址所对应的物理地址然后进行数据读写。






表3 冗余字节定义

字节序号	内容	字节序号	内容
512	用户定义数据	520	后256BECC校验和
513	521
514	522
515	523	块逻辑地址
516	数据状态	524
517	块状态	525	前256BECC校验和
518	块逻辑地址1	526
519	527

表4给出了块逻辑地址的存放格式，LA表示逻辑地址，P代表偶校验位。逻辑地址只有10bit，代表只有1024bit的寻址空间。而SSFDC规范将NAND设备分成了多个zone，每个zone 内有1024块，但这物理上的1024块映射到逻辑空间只有1000块，其他的24块就作为备份使用，当有坏块存在时，就可以以备份块将其替换。
表4 逻辑地址格式

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
0	0	0	1	0	LA9	LA8	LA7	第518 523字节
LA6	LA5	LA4	LA3	LA2	LA1	LA0	P	第519 524字节

有了以上的软件规范，就可以对NAND设备写出较标准的ECC校验，并可以编写检测坏块、标记坏块、建立物理地址和逻辑地址的映射表的程序了。

static int NF_IsBadBlock(U32 block) //检测坏块
{
int i;
unsigned int blockPage;
U8 data;

blockPage=(block<<5); // For 2'nd cycle I/O[7:5]

NF_nFCE_L();
NF_CMD(0x50); // Spare array read command
NF_ADDR(517&0xf); // Read the mark of bad block in spare array(M addr="5") [q6]
NF_ADDR(blockPage&0xff); // The mark of bad block is in 0 page
NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff); // For block number A[24:17]
NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff); // For block number A[25]

for(i=0;i<10;i++); // wait tWB(100ns) //?????

NF_WAITRB(); // Wait tR(max 12us)

data=NF_RDDATA();

NF_nFCE_H();

if(data!=0xff)
{
Uart_Printf("[block %d has been marked as a bad block(%x)]/n",block,data);
return 1;
}
else
{
return 0;
}
}

static int NF_MarkBadBlock(U32 block) //标记坏块
{
int i;
U32 blockPage=(block<<5);

seBuf[0]=0xff;
seBuf[1]=0xff;
seBuf[2]=0xff;
seBuf[5]=0x44; // Bad blcok mark="0"[q7]

NF_nFCE_L();
NF_CMD(0x50); //????
NF_CMD(0x80); // Write 1st command

NF_ADDR(0x0); // The mark of bad block is
NF_ADDR(blockPage&0xff); // marked 5th spare array
NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff); // in the 1st page.
NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff);

for(i=0;i<16;i++)
{
NF_WRDATA(seBuf[i]); // Write spare array
}

NF_CMD(0x10); // Write 2nd command

for(i=0;i<10;i++); //tWB = 100ns. ///???????

NF_WAITRB(); // Wait tPROG(200~500us)

NF_CMD(0x70);

for(i=0;i<3;i++); //twhr=60ns////??????

if (NF_RDDATA()&0x1) // Spare arrray write error
{
NF_nFCE_H();
Uart_Printf("[Program error is occurred but ignored]/n");
}
else
{
NF_nFCE_H();
}

Uart_Printf("[block #%d is marked as a bad block]/n",block);
return 1;
}

int search_logic_block(void) //建立物理地址到逻
//辑地址的映射表
{
unsigned int block,i,blockPage,logic_no,zone,zone_i;
U8 SE[16];
for(i=0;i<BLOCK_NR;i++) //初始化全局变量
lg2ph[i]=space_block[i]=0xffff;
logic_number=0;
space_nr=0;

NF_nFCE_L();
zone=BLOCK_NR/1024; //确定NAND设备中zone
//的个数

for(zone_i=0;zone_i<zone;zone_i++)
{
//搜索每个zone 内逻辑地址和物理地址的映射关系
for(block=0;block<1024;block++)
{
blockPage=((block+zone_i*1024)<<BLOCK_ADDRERSS_SHIFT);
NF_WATIRB(); //等待R/B#信号有效

NF_CMD(0x50); // 读取每个block内部第
//0个Page内冗余的16个字节
NF_ADDR(0); // Column 0
NF_ADDR(blockPage&0xff);
NF_ADDR((blockPage>>8)&0xff); // Block & page num.
NF_ADDR((blockPage>>16)&0xff);

NF_WATIRB(); //等待R/B#信号有效
for(i=0;i<16;i++) se[i]=NF_RDDATA(); // Write spare array
NF_WATIRB();

if(se[5]!=0xff)[q8] //检测是否存在坏块
printk("/n/rphysic block %d is bad block/n/r",block);
else if(se[7]!=se[12][q9] )
printk("block address1:%d!=block address2 %d/n/r",se[7],se[12]);
else if((se[6][q10] &0xf8)==0x10)
{
//计算该block对应的逻辑地址
logic_no=((0x7&se[6])<<7)+(se[7]>>1)+zone_i*1000;
if(lg2ph[logic_no]!=0xffff) //说明有2个block拥有相
//同的逻辑地址
printk("physical block %d and block %d have the same logic number %d/n",lg2ph[logic_no],block,logic_no);
else lg2ph[logic_no]=block; //将该block的逻辑地址
//关系记入lg2ph表
logic_number++;
}
else if(se[7]==0xff) //说明该block尚未编号
{space_block[space_nr]=block;
space_nr++;
}
}
}
printk("there are totally %d logic blocks/n/r",logic_number);
NF_nFCE_H();
return logic_number;
}
这段代码的主要作用就是产生数组lg2ph[],这个数组的含义就是“块物理地址=lg2ph[逻辑地址]”。




[q1]发出擦除命令

[q2]确认并擦除

[q3]2410处理器的功能

[q4]为什么要有一个读取的命令？？？

[q5]读取ECC并写入16字节中

[q6]参看表3

[q7]标记块状态 517字节

[q8]块状态

[q9]块逻辑地址1和块逻辑地址2

[q10]块逻辑地址1

原文地址 http://www.ednchina.com/blog/lanzhucao/28454/message.aspx