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* Copyright : (C) 2022 Phytium Information Technology, Inc.
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* All Rights Reserved.
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* This program is OPEN SOURCE software: you can redistribute it and/or modify it
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* under the terms of the Phytium Public License as published by the Phytium Technology Co.,Ltd,
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* either version 1.0 of the License, or (at your option) any later version.
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* This program is distributed in the hope that it will be useful,but WITHOUT ANY WARRANTY;
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* without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
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* See the Phytium Public License for more details.
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* FilePath: fnand.md
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* Date: 2022-06-07 19:57:17
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* LastEditTime: 2022-06-07 19:57:18
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* Description: This file is for
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* Modify History:
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* Ver Who Date Changes
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* ----- ------ -------- --------------------------------------
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# 驱动概述
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- NAND 作为廉价的存储介质，在大文件的存储场景中占有重要的地位，由此在嵌入式方案中，如何将此驱动做稳定做易用，尤为重要。NAND 控制器驱动具有以下特性:
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1. 支持模式 Toggle 介质模式
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2. 支持模式时序配置 ，同步模式，异步模式
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3. 支持请求之间时间间隔
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4. 采用dma 数据方式进行传输
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5. 支持时序模式下的高频时钟采样相位调节
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6. 支持硬件ECC纠错
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当前NAND 驱动控制器主要为用户提供了以下功能接口:
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1. NAND 控制器状态初始化函数
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2. NAND 介质扫描接口
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3. NAND 介质page读/写接口，块擦除接口，spare space 读写接口
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4. 中断相关接口
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5. 坏块管理接口
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## 驱动功能
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驱动组成由以下所示 :
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├── fnand_bbm.c
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├── fnand_bbm.h
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├── fnand.c
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├── fnand_dma.c
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├── fnand_dma.h
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├── fnand_ecc.c
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├── fnand_ecc.h
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├── fnand_g.c
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├── fnand.h
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├── fnand_hw.c
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├── fnand_hw.h
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├── fnand_intr.c
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├── fnand_option.c
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├── fnand_sinit.c
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├── fnand_timing.c
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├── fnand_timing.h
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├── fnand_toggle.c
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└── fnand_toggle.h
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其中fnand.h 为用户开发者主要使用接口，提供了以下功能:
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1. Nand 控制器初始化接口
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2. 根据Nand 介质id 初始化介质页/块的大小
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3. Nand 控制器相关状态位的回调函数注册
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4. Nand 控制器中断处理函数
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5. Nand 坏块管理函数
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## 数据结构
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```c
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typedef struct _FNand
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{
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u32 is_ready; /* Device is ininitialized and ready*/
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FNandConfig config;
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u32 work_mode; /* NAND controler work mode */
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/* nand flash info */
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FNandInterMode inter_mode[FNAND_CONNECT_MAX_NUM]; /* NAND controler timing work mode */
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FNandTimingMode timing_mode[FNAND_CONNECT_MAX_NUM];
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u32 nand_flash_interface[FNAND_CONNECT_MAX_NUM] ; /* Nand Flash Interface , followed by FNAND_ONFI_MODE \ FNAND_TOGGLE_MODE*/
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struct FNandDmaBuffer dma_data_buffer; /* DMA data buffer */
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struct FNandDmaBuffer descriptor_buffer; /* DMA descriptor */
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struct FNandDmaDescriptor descriptor[2]; /* DMA descriptor */
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struct FNandSdrTimings sdr_timing; /* SDR NAND chip timings */
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/* bbm */
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FNandBadBlockManager bbt_manager[FNAND_CONNECT_MAX_NUM]; /* bad block manager handler */
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/* nand detect */
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FNandNandGeometry nand_geometry[FNAND_CONNECT_MAX_NUM]; /* nand flash infomation */
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/* dma 页操作 */
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FnandIrqEventHandler irq_event_fun_p; /* Interrupt event response function */
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void *irq_args;
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FNandOperationWaitIrqCallback wait_irq_fun_p; /* The NAND controller operates the wait function */
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void *wait_args;
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/* operations */
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FNandTransferP write_p ; /* Write page function */
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FNandTransferP read_p ; /* Read page function */
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FNandTransferP write_oob_p ; /* Write page spare space function */
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FNandTransferP read_oob_p ; /* Read page spare space function */
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FNandTransferP write_hw_ecc_p ; /* Write page with hardware function */
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FNandTransferP read_hw_ecc_p ; /* Read page with hardware function */
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FNandEraseP erase_p; /* Erase block function */
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} FNand;
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```
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## 错误码定义
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```
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FNAND_ERR_OPERATION /* NAND 控制器操作NAND flash 失败 */
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FNAND_ERR_INVAILD_PARAMETER /* 当NAND 控制器配置信息不存在 */
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FNAND_IS_BUSY /* NAND 控制器操作NAND flash ,控制器正忙 */
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FNAND_OP_TIMEOUT /* NAND 控制器操作超时*/
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FNAND_VALUE_ERROR /* NAND 控制器在进行BBM 搜索过程时，获取坏块管理信息不匹配 */
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FNAND_VALUE_FAILURE /* 获取的数据与预期不相符合 */
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FNAND_NOT_FET_TOGGLE_MODE /* toggle 模式 */
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FNAND_ERR_READ_ECC /* 读取过程中，进行硬件ecc ，错误超过纠错的范围 */
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FNAND_ERR_IRQ_OP_FAILED /* 中断进行读/写/擦操作时，回调函数反馈错误 */
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FNAND_ERR_IRQ_LACK_OF_CALLBACK /* 中断进行读/写/擦操作时，缺少回调函数 */
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FNAND_ERR_IRQ_OP_FAILED /* 等待中断回应失败 */
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|
FNAND_ERR_NOT_MATCH /* 进行flash id 检测时，检测结果与预期不符合 */
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```
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## 应用例程
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- baremetal/example/peripheral/nand/nand_test
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## API 介绍
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### 1. FNandLookupConfig
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```
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FNandConfig *FNandLookupConfig(u32 instance_id)
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```
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#### 介绍
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- 获取当前FNand驱动默认配置
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#### 参数
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- u32 instance_id :当前Nand驱动中对应的ID
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#### 返回
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FGicConfig * :静态默认配置
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### 2. FNandCfgInitialize
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```
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FError FNandCfgInitialize(FNand *instance_p,FNandConfig *config_p)
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```
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#### 介绍
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- 根据传入配置，初始化NAND驱动实例
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#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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- FNandConfig * 需要应用于示例中的配置项
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#### 返回
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- FError :FT_SUCCESS 为初始成功
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### 3. FNandScan
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```
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FError FNandScan(FNand *instance_p)
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```
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#### 介绍
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- Nand flash 扫描，此接口调用之后会自动扫描Nand flash 介质信息
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#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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#### 返回
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- FError :FT_SUCCESS 为初始成功
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### 4. FNandWritePage
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```
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FError FNandWritePage(FNand *instance_p,u32 page_addr,u8 *buffer,u32 page_copy_offset ,u32 length,u8 *oob_buffer,u32 oob_copy_offset,u32 oob_length,u32 chip_addr)
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```
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|
#### 介绍
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- 每次写一个页面的操作，包括写页面数据和空闲数据 ，默认会进行硬件ecc 编码写入
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|
#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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- u32 page_addr 页操作地址，单位为页
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|
- u8 *buffer 指向写入内容缓冲区的指针
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- u32 page_copy_offset 写入某一页中的具体位置，当此参数非0 时，写入的地址为 ，在page_addr 对应的页面下，0 + page_copy_offset 开始的地址，未覆盖的地方默认填入0xff
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- u32 length 数据写入页面下的长度
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- u8 *oob_buffer 指向写入spare space内容 缓冲区的指针
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|
- u32 oob_copy_offset 写入某一页中spare space 的具体位置，当此参数非0 时，在page_addr 对应的页面下，写入的地址为 页长度 + page_copy_offset 开始的地址，未覆盖的地方默认填入0xff
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- u32 oob_length spare space数据写入页面下的长度
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- u32 chip_addr 芯片地址
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#### 返回
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- FError :FT_SUCCESS 为写入成功
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### 5. FNandWritePageRaw
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```
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FError FNandWritePageRaw(FNand *instance_p,u32 page_addr,u8 *buffer,u32 page_copy_offset ,u32 length,u8 *oob_buffer,u32 oob_copy_offset,u32 oob_length,u32 chip_addr)
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```
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|
#### 介绍
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- 每次写一个页面的操作，包括写页面数据和空闲数据 ，默认不会进行硬件ecc 编码写入
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|
#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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- u32 page_addr 页操作地址，单位为页
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|
- u8 *buffer 指向写入内容缓冲区的指针
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- u32 page_copy_offset 写入某一页中的具体位置，当此参数非0 时，写入的地址为 ，在page_addr 对应的页面下，0 + page_copy_offset 开始的地址，未覆盖的地方默认填入0xff
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- u32 length 数据写入页面下的长度
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|
- u8 *oob_buffer 指向写入spare space内容 缓冲区的指针
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- u32 oob_copy_offset 写入某一页中spare space 的具体位置，当此参数非0 时，在page_addr 对应的页面下，写入的地址为 页长度 + page_copy_offset 开始的地址，未覆盖的地方默认填入0xff
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- u32 oob_length spare space数据写入页面下的长度
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|
- u32 chip_addr 芯片地址
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#### 返回
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- FError :FT_SUCCESS 为写入成功
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### 6. FNandReadPage
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```
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FError FNandReadPage(FNand *instance_p,u32 page_addr,u8 *buffer,u32 page_copy_offset,u32 length,u8 *oob_buffer,u32 oob_copy_offset,u32 oob_length,u32 chip_addr)
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```
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|
#### 介绍
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- 每次读出一个页面的操作，包括读页面数据和空闲数据 ，默认会进行ecc 纠错
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#### 参数
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```
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FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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u32 page_addr 页操作地址，单位为页
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u8 *buffer 指向读出内容缓冲区的指针
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u32 page_copy_offset 读出某一页中的具体位置，当此参数非0 时，读出的地址为 ，在page_addr 对应的页面下 0 + page_copy_offset 开始的地址
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u32 length 数据读出页面下的长度
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u8 *oob_buffer 指向读出spare space内容 缓冲区的指针
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u32 oob_copy_offset 读出某一页中spare space 的具体位置，当此参数非0 时，在page_addr 对应的页面下，读出的地址为 页长度 + page_copy_offset 开始的地址
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|
u32 oob_length spare space数据读出的长度
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u32 chip_addr 芯片地址
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```
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|
#### 返回
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- FError :FT_SUCCESS 为读出成功
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### 7. FNandReadPageRaw
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```
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|
FError FNandReadPageRaw(FNand *instance_p,u32 page_addr,u8 *buffer,u32 page_copy_offset,u32 length,u8 *oob_buffer,u32 oob_copy_offset,u32 oob_length,u32 chip_addr)
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```
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|
#### 介绍
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- 每次读出一个页面的操作，包括读页面数据和空闲数据 ，不会进行ecc 纠错
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|
#### 参数
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```
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FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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|
u32 page_addr 页操作地址，单位为页
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u8 *buffer 指向读出内容缓冲区的指针
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u32 page_copy_offset 读出某一页中的具体位置，当此参数非0 时，读出的地址为 ，在page_addr 对应的页面下 0 + page_copy_offset 开始的地址
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u32 length 数据读出页面下的长度
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u8 *oob_buffer 指向读出spare space内容 缓冲区的指针
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u32 oob_copy_offset 读出某一页中spare space 的具体位置，当此参数非0 时，在page_addr 对应的页面下，读出的地址为 页长度 + page_copy_offset 开始的地址
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|
u32 oob_length spare space数据读出的长度
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|
u32 chip_addr 芯片地址
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```
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|
#### 返回
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- FError :FT_SUCCESS 为读出成功
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### 8. FNandEraseBlock
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```
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FError FNandEraseBlock(FNand *instance_p, u32 block, u32 chip_addr)
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```
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|
#### 介绍
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|
- 擦除块数据
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#### 参数
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FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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u32 block 块的位置号
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u32 chip_addr 芯片地址
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#### 返回
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- FError :FT_SUCCESS 为写入成功
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### 9. FNandReadPageOOb
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```
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FError FNandReadPageOOb(FNand *instance_p,u32 page_addr,u8 *oob_buffer,u32 oob_copy_offset,u32 oob_length,u32 chip_addr)
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```
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|
#### 介绍
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- 读取每一页中的 spare space 内容
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#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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- u32 page_addr 需要读取空闲空间的Row Address
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|
- u8 * oob_buffer 指向读取数据的缓冲区
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- u32 oob_copy_offset 读出某一页中spare space 中位置的偏移，当此参数非0 时，读出的地址为 ，在page_addr 对应的页面下 page length + oob_copy_offset 开始的地址
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|
- u32 oob_length 需要读取是页面中spare space 中的长度
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|
- u32 chip_addr 芯片地址
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|
#### 返回
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|
- FError :FT_SUCCESS 为写入成功
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### 10. FNandWritePageOOb
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|
```
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|
FError FNandWritePageOOb(FNand *instance_p,u32 page_addr,u8 *oob_buffer,u32 page_copy_offset,u32 oob_length,u32 chip_addr)
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|
```
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|
|
|
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|
|
#### 介绍
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|
|
- 读取每一页中的 spare space 内容
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|||
|
|
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|
|
#### 参数
|
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|
|
- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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|
- u32 page_addr 需要写入空闲空间的Row Address
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|
- u8 * oob_buffer 指向写入数据的缓冲区
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|
- u32 oob_copy_offset 写入某一页中spare space 中位置的偏移，当此参数非0时，写入的地址为 ，在page_addr 对应的页面下 page length + oob_copy_offset 开始的地址
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- u32 oob_length 需要写入是页面中spare space 中的长度
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- u32 chip_addr 芯片地址
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#### 返回
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- FError :FT_SUCCESS 为写入成功
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### 11. FNandSetIsrHandler
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```
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void FNandSetIsrHandler(FNand *instance_p, FnandIrqEventHandler event_p, void *irq_args)
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```
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#### 介绍
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- 初始化中断事件回调函数
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#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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- FnandIrqEventHandler event_p 中断事件回调函数
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- void *irq_args 回调函数传入参数
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#### 返回
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无
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### 12. FNandIrqHandler
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```
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void FNandIrqHandler(s32 vector, void *param)
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```
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#### 介绍
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- Nand 控制器中断响应函数
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#### 参数
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- s32 vector 中断ID
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- void * param 中断传入参数
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#### 返回
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- 无
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### 13. FNandInitBbtDesc
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```
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void FNandInitBbtDesc(FNand *instance_p)
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```
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#### 介绍
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- 坏块表初始化
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#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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#### 返回
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- 无
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### 10. FNandScanBbt
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```
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FError FNandScanBbt(FNand *instance_p, u32 target_addr)
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```
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#### 介绍
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- 在Nand flash中扫描具体目标地址的坏块表
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#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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- u32 chip_addr 芯片地址
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#### 返回
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- FError :FT_SUCCESS 为扫描成功
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### 11. FNandIsBlockBad
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```
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FError FNandIsBlockBad(FNand *instance_p, u32 block, u32 target_addr)
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```
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#### 介绍
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- 检查当前块是否为坏块
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#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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- u32 block 需要检查的块ID号
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- u32 chip_addr 芯片地址
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#### 返回
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- FError :FT_SUCCESS 为当前块为坏块
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### 12. FNandOperationWaitIrqRegister
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```
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void FNandOperationWaitIrqRegister(FNand *instance_p,FNandOperationWaitIrqCallback wait_irq_fun_p ,void *wait_args)
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```
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#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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- FNandOperationWaitIrqCallback 用户使用读/写/擦接口过程中，等待中断完成的回调函数接口 ，用户的回调函数，驱动以FT_SUCCESS 作为成功判断，否则为失败
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- void *wait_args 用户需要传入至回调函数中的参数
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### 返回
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无
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### 13. FNandSetOption
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- 依据options 选项参数，配置对应参数
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```c
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FError FNandSetOption(FNand *instance_p,u32 options,u32 value)
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```
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#### 参数
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- FNand *instance_p FNand 控制器实例的指针
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- u32 option 具体配置项
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- u32 value 配置项中对应的参数
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