基于VxWorks的NAND FLASH驱动程序设计

2 PPC440epx的NANDFLASH接口
AMCC公司的PPC440epx芯片是一款性能指标较高的嵌入式CPU芯片，其主频可以达到667 MHz，拥有DDR2接口，可支持千兆以太网，USB 2．0接口，支持浮点运算，同时还支持NANDFLASH芯片。
PPC440epx使用一个NANDFLASHController作为外部NAND FLASH与其外部总线通信的接口电路，该控制器最多可以支持4个NAND FLASH芯片，每个芯片的容量可以为4～256 MB，每页的大小可以为512 B+16 B或者2 KB+64 B。NDFC(NANDFLASH Controller)的存在使得对NAND FLASH的操作变的非常简单。根据前面对K9F2G08Q0M的介绍可知，对NAND FLASH的操作需要在硬件上产生ALE，CLE信号来区分传输类型。NDFC给程序设计人员提供两种实现时序的方法：硬件实现，软件实现。如果是前者， NDFC提供了几个寄存器：命令寄存器、地址寄存器、数据寄存器、配置寄存器和状态寄存器。通过对这几个寄存器执行相应的读／写操作就可以产生相应的时序。例如，如果需要对NAND FLASH写命令字80H，则只需将80H写人命令寄存器即可。NDFC自动将80H送到I／O7～I／O0上，同时置CLE为有效状态。而软件实现方法是根据K9F2G08Q0M的时序要求，通过对硬件控制寄存器中相应的bit写1或者0，使得对应的控制信号为高电平或者低电平。设计人员可以根据自己的情况，选择实现方法。这里推荐采用硬件实现的方法。不过，在有问题时，可采用软件实现的方法来进行调试。

3 TrueFFS简介
TureFFS(Ture Flash File System)是M-Systems公司为VxWorks操作系统定制的实现FLASH块设备的接口。通过使用TFFS，应用程序对FLASH的读写就像对拥有MS-DOS文件系统的磁盘设备操作一样。对于上层设计人员，TFFS屏蔽了底层多种多样FLASH设备的具体细节。同时，由于FLASH存储芯片自身的一些特性(如擦除、编程次数有限并且操作时间较长；容易进入过度编程状态等)，TFFS采用虚拟块、损耗均衡、碎片回收、错误恢复等机制来提高 FLASH的使用寿命，确保数据完整，优化性能。

4 TrueFFS的实现
4．1 TrueFFS的基本结构
TrueFFS由1个核心层和3个功能层组成，它们是翻译层(Translation Layer)、MTD(Memory Tech-nology Drivers Layer)层和Socket层，其结构框图如图2所示。

交互功能。它包含了控制FLASH映射到块、wear-lev-eling、碎片回收和数据完整性所需的智能化处理功能。目前，有三种不同的翻译层模块可供选择。选择哪一种层需要看所用的FLASH介质是采用NOR-based，还是NAND-based，或者SSFDC-based技术而定。
(2)MTD(Memory Technology Driver)层实现具体的FLASH芯片底层程序设计，包括读、写、擦、ID识别、映射等功能，以及一些与FLASH芯片相关的参数设置。
(3)Socket层提供了TrueFFS和硬件之间的接口服务，负责电源管理、检测设备插拔、硬件写保护、窗口管理和向系统注册Socket等；
(4)核心层将其他3层有机结合起来，另外还处理全局问题，如信号量、碎片回收、计时器和其他系统资源等。
在VxWorks中，由于翻译层和核心层以二进制形式提供给设计人员的，因此实现TFFS的主要工作集中在对MTD层和Socket层的设计上。
4．2 Socket层的实现
如果VxWorks中包含TFFS，在系统启动后，先完成内核的初始化，之后开始进行I/O的初始化操作。系统调用UsrRoot()函数，该函数再调用 tffsDrv()函数，这样就产生如图3所示的调用流程。调用这些函数的目的之一就是注册socket驱动函数。最后的注册操作都是由 xxxRegister()函数完成(这个函数和sysTff-sInit()函数的定义都在sysTffs．c中)的。该函数是通过更新 FLSocket结构体来完成注册操作的。该结构体的定义以及相关细节可以通过阅读VxWorks的帮助文件获得，在此不详述。

sysTffs．C文件的编写，可以参考其他的BSP来完成。config目录下的任何一个BSP都有该文件，设计人员可以复制其中一个到自己的BSP目录下。例如：复制wrPpmc440gp目录下的sysTffs．c文件，再根据自己的硬件电路修改FLASH BASE ADRS以及FLASHSIZE的宏定义，同时添加宏定义：#define INCLUDE_MTD_NAND。其他地方一般不需要改动。