關(guān)于S3C2440開發(fā)板Nand flash程序燒寫和運行的一些理解
這兩天剛開始學(xué)習(xí)ARM9的裸機編程和Linux系統(tǒng)移植,在燒寫Nand flash內(nèi)存的時候?qū)σ恍┲付ǖ牡刂樊a(chǎn)生了疑惑。
我看過很多教學(xué)視頻,他們在燒寫程序到Nand flash的時候一般會指定一個地址0X3000_0000,而S3C2440的官方手冊上指明了0X3000_0000地址對應(yīng)的片內(nèi)外設(shè)是SDRAM。這不禁讓我產(chǎn)生了疑問。明明是指定了SDRAM卻燒寫到了Nand flash,為什么?
為了解決我的疑惑,在網(wǎng)上看了很多人的解釋,這不僅解開了我的疑惑,還引出了許多相關(guān)知識點。
要解答這個問題,首先要從Nand flash本身的結(jié)構(gòu)說起。Nand flash的結(jié)構(gòu)和RAM不一樣,它的數(shù)據(jù)線是復(fù)用的,內(nèi)與足夠的地址線用來尋址,對于它的數(shù)據(jù)存取通常是以塊為單位。這一點跟Nor flash不一樣,Nor flash帶有RAM接口,有足夠的地址線進行尋址,所以CPU可以訪問Nor flash內(nèi)部的每一個字節(jié),程序可以在nor flash中運行,而Nand flash不行,所以Nand flash中的程序想要運行必須拷貝到內(nèi)存(一般是SDRAM)當中來。
當我們想燒寫程序至Nand flash中時,會借助一個“中轉(zhuǎn)站”,既SDRAM。程序先燒寫到SDRAM中(這就是指定0X3000_0000地址的原因),然后在從SDRAM中拷貝到Nand flash中去,而這個拷貝工作由實現(xiàn)燒寫到Nor flash中的uboot程序引導(dǎo)完成。
此外,當我們向2440開發(fā)板移植Linux系統(tǒng)的時候,要向Nand flash燒寫三個文件,分別是:uboot、Linux kernel和文件系統(tǒng)。每一步的燒寫也跟前面一樣借用SDRAM作為燒寫的“中轉(zhuǎn)站”。但是,我們在燒寫的時候并沒有對每一步的燒寫地址做特定的處理,那怎么能夠保證寫著三個文件的時候后面的不會覆蓋前面的呢?我的理解是:還是Nor flash中的uboot程序的功勞,它會引導(dǎo)著三個文件分別拷貝到Nand flash的不同位置中。
那么,說完了Nand flash燒錄的問題,自然而然就應(yīng)該說一下Nand flash中程序運行的問題。前面我們說到,Nand flash中不可以執(zhí)行程序,而在我們選擇從Nand flash啟動的時候,S3C2440會自動將Nand flash的前4KB的代碼拷貝到內(nèi)存當中一個Stepping Stone(一般稱為墊腳石)的片內(nèi)內(nèi)存當中(這一步操作由芯片內(nèi)部的硬件決定,不用我們操心),PC跳轉(zhuǎn)到0地址去執(zhí)行這些代碼。但是,這個片內(nèi)內(nèi)存只有4KB,當我們在Nand flash中的程序大于4KB的時候怎么辦呢?這時候,就是這最先拷貝過去的4KB代碼發(fā)揮作用的時候了。這4KB的代碼會幫我們初始化SDRAM,然后將Nand flash中剩下的代碼一并拷貝到SDRAM中,PC跳轉(zhuǎn)到SDRAM中去執(zhí)行剩下的程序(所以我們的裸機程序一般不會超過4KB)。
終于說完了,雖然燒寫只有短短的幾步,但是其中蘊含的知識點還是蠻多的,這或許也就是嵌入式的特點吧。