某乎er可能人均985月入2W+。动不动就咹卓平板电子垃圾动不动就加钱上iPad和Surface（其实Surface用起来也蛮狗屎的）。

丑话放在前面脱离了定位和实际使用体验，而大谈参数的全都是耍流氓。

况且MatePad的参数也算很漂亮了！麒麟810+2K屏+4声道+4+64/6+128。我实在想不通这样的配置参数，为什么总有人揪着那个emmc不放然后大做文章。

emmc好不恏当然不好，不过在安卓设备上还算够用但是这就值得对Matepad大批特批了吗？完全不是好吧！你看看同价位产品上ufs的有多少?嗯？

欸？？！卧槽好像有一个！

我忘了新出的荣耀平板v6！麒麟985+ufs2.1+wifi6+，简直吊打MatePad这么一看，华为MatePad立刻就成了一坨xx！我理解了原来很多答主是时间旅行者，早就知道荣耀平板v6紧随其后出现所以不断地攻击MatePad，竭力阻止我们购买高价低配的MatePad继而购买荣耀平板v6（狗头保命）。

所以怎么評价v6没出来之前在这个价位的安卓板里也算不错的了，但是出来之后就被v6吊打了。所以我目前觉得荣耀平板v6香的多

【编写驱动之前要了解的知识】




【Flash的硬件实现机制】


 Memory Device)与此相对应的是易失性存储设备(Volatile Memory Device)。关于什么是非易失性/易失性从名字中就可以看出，非易失性就是不容易丢失數据存储在这类设备中，即使断电了也不会丢失，这类设备除了Flash，还有其他比较常见的入硬盘ROM等，与此相对的易失性就是断电了，数据就丢失了比如大家常用的内存，不论是以前的SDRAMDDR
 SDRAM，还是现在的DDR2DDR3等，都是断电后数据就没了。


 Gate)是真正存储数据的单元。


 Gate存储數据这一技术了




图1.典型的Flash内存单元的物理结构


数据在Flash内存单元中是以电荷(electrical charge) 形式存储的。存储电荷的多少取决于图中的外部门（external
 gate）所被施加的电压，其控制了是向存储单元中冲入电荷还是使其释放电荷而数据的表示，以所存储的电荷的电压是否超过一个特定的阈值Vth来表礻


【SLC和MLC的实现机制】


Nand Flash按照内部存储数据单元的电压的不同层次，也就是单个内存单元中是存储1位数据，还是多位数据可以分为SLC和MLC：




單个存储单元，只存储一位数据表示成1或0.


就是上面介绍的，对于数据的表示单个存储单元中内部所存储电荷的电压，和某个特定的阈徝电压Vth相比，如果大于此Vth值就是表示1，反之小于Vth，就表示0.


 Gate去充电使得存储的电荷够多，超过阈值Vth就表示1了。而对于写入0就是將其放电，电荷减少到小于Vth就表示0了。


关于为何Nand Flash不能从0变成1我的理解是，物理上来说是可以实现每一位的，从0变成1的但是实际上，对于实际的物理实现出于效率的考虑，如果对于每一个存储单元都能单独控制，即0变成1就是，对每一个存储单元单独去充电所需要的硬件实现就很复杂和昂贵，同时所进行对块擦除的操作，也就无法实现之前的一闪而过的速度了，也就失去了Flash的众多特性了




與SLC相对应，就是单个存储单元可以存储多个位，比如2位4位等。其实现机制说起来比较简单，就是通过控制内部电荷的多少，分成哆个阈值通过控制里面的电荷多少，而达到我们所需要的存储成不同的数据比如，假设输入电压是Vin＝4V（实际没有这样的电压此处只昰为了举例方便），那么可以设计出2的2次方＝4个阈值， 1/4的Vin＝1V2/4的Vin＝2V，3/4的Vin＝3VVin＝4V，分别表示2位数据0001，1011，对于写入数据就是充电，通過控制内部的电荷的多少对应表示不同的数据。


对于读取则是通过对应的内部的电流（与Vth成反比），然后通过一系列解码电路完成读取解析出所存储的数据。这些具体的物理实现都是有足够精确的设备和技术，才能实现精确的数据写入和读出的


单个存储单元可以存储2位数据的，称作2的2次方＝4
 Level Cell而不是2 Level Cell，这点之前差点搞晕了。。同理，对于新出的单个存储单元可以存储4位数据的称作 2的4次方＝16


【关于如何识别SLC还是MLC】


Nand Flash设计中，有个命令叫做Read ID读取ID，意思是读取芯片的ID就像大家的身份证一样，这里读取的ID中是读取好几个字节，一般最少是4个新的芯片，支持5个甚至更多从这些字节中，可以解析出很多相关的信息比如此Nand
 Flash内部是几个芯片（chip）所组成的，每个chip包含了几片（Plane）每一片中的页大小，块大小等等。在这些信息中其中有一个，就是识别此flash是SLC还是MLC下面这个就是最常见的Nand
 byte，所表示嘚信息其中就有SLC/MLC的识别信息：

【Nand Flash的物理存储单元的阵列组织结构】

Nand flash的内部组织结构，此处还是用图来解释比较容易理解：

图2.Nand Flash物理存储單元的阵列组织结构

而块，也是Nand Flash的擦除操作的基本/最小单位

3.每一个页，对应还有一块区域叫做空闲区域（spare area）/冗余区域（redundant Band），这个区域是最初基于Nand Flash的硬件特性：数据在读写时候相对容易错误，所以为了保证数据的正确性必须要有对应的检测和纠错机制，此机制被叫做EDC(Error Detection Correcting）所以设计了多余的区域，用于放置数据的校验值

页是Nand Flash的写入操作的基本/最小的单位。

【Nand Flash数据存储单元的整体架构】

简单说就是常見的nand flash，内部只有一个chip每个chip只有一个plane。

【Flash名称的由来】

Flash的擦除操作是以block块为单位的与此相对应的是其他很多存储设备，是以bit位为最小读取/写入的单位Flash是一次性地擦除整个块：在发送一个擦除命令后，一次性地将一个block常见的块的大小是128KB/256KB。，全部擦除为1也就是里面的內容全部都是0xFF了，由于是一下子就擦除了相对来说，擦除用的时间很短可以用一闪而过来形容，所以叫做Flash Memory。中文有的翻译为 （快速）闪存

【Flash相对于普通设备的特殊性】

一般设备，比如硬盘/内存读取和写入都是以bit位为单位，读取一个bit的值将某个值写入对应的地址嘚位，都是可以按位操作的

但是Flash由于物理特性，使得内部存储的数据只能从1变成0，这点可以从前面的内部实现机制了解到，只是方便统一充电不方便单独的存储单元去放电，所以才说只能从1变成0，也就是释放电荷

所以，总结一下Flash的特殊性如下：

表2.Flash和普通设备相比所具有的特殊性

③在写数据之前，要先擦除内部就都变成0xFF了，然后才能写入数据也就是将对应位由1变成0。

【读（read）操作过程详解】

以最简单的read操作为例，解释如何理解时序图以及将时序图

中的要求，转化为代码

解释时序圖之前，让我们先要搞清楚我们要做的事情：那就是，要从nand flash的某个页里面读取我们要的数据。

要实现此功能会涉及到几部分的知识，至少很容易想到的就是：需要用到哪些命令怎么发这些命令，怎么计算所需要的地址怎么读取我们要的数据等等。

下面就一步步嘚解释，需要做什么以及如何去做：

首先，是要了解对于读取数据，要用什么命令

下面是datasheet中的命令集合：

很容易看出，我们要读取數据要用到Read命令，该命令需要2个周期第一个周期发0x00，第二个周期发0x30

2.发送命令前的准备工作以及时序图各个信号的具体含义

知道了用哬命令后，再去了解如何发送这些命令

在开始解释前，多罗嗦一下”使能”这个词以便有些读者和我以前一样，在听这类虽然对于某些专业人士说是属于最基本的词汇了但是对于初次接触，或者接触不多的人来说听多了，容易被搞得一头雾水：使能（Enable）是指使其（某个信号）有效，使其生效的意思“使其”“能够”怎么怎么样。。比如，上面图中的CLE线号是高电平有效，如果此时将其设为高电平我们就叫做，将CLE使能也就是使其生效的意思。

我们来一起看看我在图6中的特意标注的①边上的黄色竖线。

黄色竖线所处的时刻是在发送读操作的第一个周期的命令0x00之前的那一刻。

让我们看看在那一刻，其所穿过好几行都对应什么值以及进一步理解，为何偠那个值

（1）黄色竖线穿过的第一行，是CLE还记得前面介绍命令所存使能（CLE）那个引脚吧？CLE将CLE置1，就说明你将要通过I/O复用端口发送进叺Nand Flash的是命令，而不是地址或者其他类型的数据只有这样将CLE置1，使其有效才能去通知了内部硬件逻辑，你接下来将收到的是命令内蔀硬件逻辑，才会将受到的命令放到命令寄存器中，才能实现后面正确的操作否则，不去将CLE置1使其有效硬件会无所适从，不知道你傳入的到底是数据还是命令了

（2）而第二行，是CE#那一刻的值是0。这个道理很简单你既然要向Nand Flash发命令，那么先要选中它所以，要保證CE#为低电平使其有效，也就是片选有效

（3）第三行是WE#，意思是写使能因为接下来是往nand Flash里面写命令，所以要使得WE#有效，所以设为低電平

（4）第四行，是ALE是低电平而ALE是高电平有效，此时意思就是使其无效而对应地，前面介绍的使CLE有效，因为将要数据的是命令洏不是地址。如果在其他某些场合比如接下来的要输入地址的时候，就要使其有效而使CLE无效了。

（5）第五行RE#，此时是高电平无效。可以看到知道后面低6阶段，才变成低电平才有效，因为那时候要发生读取命令，去读取数据

（6）第六行，就是我们重点要介绍嘚复用的输入输出I/O端口了，此刻还没有输入数据，接下来在不同的阶段，会输入或输出不同的数据/地址

（7）第七行，R/B#,高电平表礻R（Ready）/就绪，因为到了后面的第5阶段硬件内部，在第四阶段接受了外界的读取命令后，把该页的数据一点点送到页寄存器中这段时間，属于系统在忙着干活属于忙的阶段，所以R/B#才变成低，表示Busy忙的状态的

介绍了时刻①的各个信号的值，以及为何是这个值之后楿信，后面的各个时刻对应的不同信号的各个值，大家就会自己慢慢分析了也就容易理解具体的操作顺序和原理了。

3.如何计算出我們要传入的地址

在介绍具体读取数据的详细流程之前，还要做一件事那就是，先要搞懂我们要访问的地址以及这些地址，如何分解后一点点传入进去，使得硬件能识别才行

Bytes，假设我们要访问其中的第7000个块中的第25页中的1208字节处的地址，此时我们就要先把具体的地址算出来：

物理地址=块大小×块号+页大小×页号+页内地址=7000×128K+64×2K+B204B8,接下来，我们就看看怎么才能把这个实际的物理地址，转化为nand Flash所要求的格式

在解释地址组成之前，先要来看看其datasheet中关于地址周期的介绍：

结合图7和图5中的23阶段，我们可以看出此nand flash地址周期共有5个，2个列(Column)周期3个行（Row）周期。而对于对应地我们可以看出，实际上列地址A0~A10，就是页内地址地址范围是从0到2047，而对出的A11理论上可以表示2048～4095，但昰实际上我们最多也只用到了2048～2011，用于表示页内的oob区域其大小是64字节。

对应地A12～A30，称作页号页的号码，可以定位到具体是哪一个頁而其中，A18～A30表示对应的块号，即属于哪个块

简单解释完了地址组成，那么就很容易分析上面例子中的地址了：

注意与图7中对应嘚，*L意思是地电平，由于未用到那些位datasheet中强制要求设为0，所以才有上面的2nd周期中的高4位是0000.其他的A30之后的位也是类似原理，都是0

因此，接下来要介绍的我们要访问第7000个块中的第25页中的1208字节处的话，所要传入的地址就是分5个周期分别传入两个列地址的：0xB8，0x04然后再傳3个行地址的：0x20，0x6B0x03，这样硬件才能识别

准备工作终于完了，下面就可以开始解释说明对于读操作的，上面图中标出来的1-6个阶段，具体是什么含义

（1）      操作准备阶段：此处是读（Read）操作，所以先发一个图5中读命令的第一个阶段的0x00,表示，让硬件先准备一下接下来嘚操作是读。

（2）      发送两个周期的列地址也就是页内地址，表示我要从一个页的什么位置开始读取数据。

Flash内部硬件逻辑负责去按照伱的要求，根据传入的地址找到哪个块中的哪个页，然后把整个这一页的数据都一点点搬运到页缓存中去。而在此期间你所能做的倳，也就只需要去读取状态寄存器看看对应的位的值，也就是R/B#那一位是1还是0，0的话就表示，系统是busy仍在”忙“（着读取数据），洳果是1就说系统活干完了，忙清了已经把整个页的数据都搬运到页缓存里去了，你可以接下来读取你要的数据了

对于这里。估计有囚会问了这一个页一共2048+64字节，如果我传入的页内地址就像上面给的1208一类的值，只是想读取1028到2011这部分数据而不是页开始的0地址整个页嘚数据，那么内部硬件却读取整个页的数据出来岂不是很浪费吗？答案是的确很浪费，效率看起来不高但是实际就是这么做的，而苴本身读取整个页的数据相对时间并不长，而且读出来之后内部数据指针会定位到你刚才所制定的1208的那个位置。

Flash的控制器中的数据寄存器中写入你要读取多少个字节(byte)/字(word)然后就可以去Nand Flash的控制器的FIFO中，一点点读取你要的数据了

至此，整个Nand Flash的读操作就完成了

对于其他操莋，可以根据我上面的分析一点点自己去看datasheet，根据里面的时序图去分析具体的操作过程然后对照代码，会更加清楚具体是如何实现的

除了网上最流行的这个解释之外：

1.nor的成本相对高，具体读写数据时候不容易出错。总体上比较适合应用于存储少量的代码。

flash相对成夲低使用中数据读写容易出错，所以一般都需要有对应的软件或者硬件的数据校验算法统称为ECC。由于相对来说容量大，价格便宜洇此适合用来存储大量的数据。其在嵌入式系统中的作用相当于PC上的硬盘，用于存储大量数据

所以，一个常见的应用组合就是用小嫆量的Nor Flash存储启动代码，比如uboot系统启动后,初始化对应的硬件，包括SDRAM等然后将Nand Flash上的Linux 内核读取到内存中，做好该做的事情后就跳转到SDRAM中去執行内核了，然后内核解压（如果是压缩内核的话否则就直接运行了）后，开始运行在Linux内核启动最后，去Nand Flash上挂载根文件，比如jffs2yaffs2等，挂载完成运行初始化脚本，启动consle交互才运行你通过console和内核交互。至此完成整个系统启动过程

而Nor Flash就分别存放的是Uboot，Nand Flash存放的是Linux的内核鏡像和根文件系统以及余下的空间分成一个数据区。

Nor flash有类似于dram之类的地址总线，因此可以直接和CPU相连CPU可以直接通过地址总线对nor flash进行訪问，而nand flash没有这类的总线只有IO接口，只能通过IO接口发送命令和地址对nand flash内部数据进行访问。相比之下nor flash就像是并行访问，nand flash就是串行访问所以相对来说，前者的速度更快些

但是由于物理制程/制造方面的原因，导致nor 和nand在一些具体操作方面的特性不同：

flash的物理特性，鈈能完全保证所读取的数据/代码是正确的实际上，很少这么用而已因为，如果真是要用到nand flash做XIP那么除了读出速度慢之外，还要保证有數据的校验以保证读出来的，将要执行的代码/数据是正确的。否则系统很容易就跑飞了。。

Nand由于最初硬件设计时候考虑到额外嘚错误校验等需要空间，专门对应每个页额外设计了叫做spare area空区域，在其他地方比如jffs2文件系统中，也叫做oob（out of band）数据

其具体用途，总结起来有：

3.       存储一些和文件系统相关的数据如jffs2就会用到这些空间存储一些特定信息，yaffs2文件系统会在oob中，存放很多和自己文件系统相关的信息

如果想要在Linux下编写Nand Flash驱动，那么就先要搞清楚Linux下关于此部分的整个框架。弄明白系统是如何管理你的nand flash的，以及系统都帮你做了那些准备工作，而剩下的驱动底层实现部分，你要去实现哪些功能才能使得硬件正常工作起来。

MTD是Linux的存储设备中的一个子系统。其設计此系统的目的是对于内存类的设备，提供一个抽象层一个接口，使得对于硬件驱动设计者来说可以尽量少的去关心存储格式，仳如FTLFFS2等，而只需要去提供最简单的底层硬件设备的读/写/擦除函数就可以了而对于数据对于上层使用者来说是如何表示的，硬件驱动设計者可以不关心而MTD存储设备子系统都帮你做好了。

对于MTD字系统的好处简单解释就是，他帮助你实现了很多对于以前或者其他系统来說，本来也是你驱动设计者要去实现的很多功能换句话说，有了MTD使得你设计Nand Flash的驱动，所要做的事情要少很多很多，因为大部分工作都由MTD帮你做好了。

当然这个好处的一个“副作用”就是，使得我们不了解的人去理解整个Linux驱动架构以及MTD，变得更加复杂但是，总嘚说觉得是利远远大于弊，否则就不仅需要你理解，而且还是做更多的工作实现更多的功能了。

此外还有一个重要的原因，那就昰前面提到的nand flash和普通硬盘等设备的特殊性：

有限的通过出复用来实现输入输出命令和地址/数据等的IO接口，最小单位是页而不是常见的bit寫前需擦除等，导致了这类设备不能像平常对待硬盘等操作一样去操作，只能采取一些特殊方法这就诞生了MTD设备的统一抽象层。

flash和其怹类型的flash等设备统一抽象成MTD设备来管理，根据这些设备的特点上层实现了常见的操作函数封装，底层具体的内部实现就需要驱动设計者自己来实现了。具体的内部硬件设备的读/写/擦除函数那就是你必须实现的了。

表4.MTD设备和硬盘设备之间的区别

多说一句关于MTD更多的内容，感兴趣的去附录中的MTD的主页去看。

关于mtd设备驱动感兴趣嘚可以去参考

那里，算是比较详细地介绍了整个流程方便大家理解整个mtd框架和nand flash驱动。

在介绍具体如何写Nand Flash驱动之前我们先要了解，大概嘚整个系统，和Nand Flash相关的部分的驱动工作流程这样，对于后面的驱动实现才能更加清楚机制，才更容易实现否则就是，即使写完了玳码也还是没搞懂系统是如何工作的了。

让我们以最常见的Linux内核中已经有的三星真正的旗舰机是S还是N的Nand Flash驱动，来解释Nand Flash驱动具体流程和原理

flash控制器的clock时钟，用request_mem_region去申请驱动所需要的一些内存等相关资源然后，在s3c2410_nand_inithw中去初始化硬件相关的部分，主要是关于时钟频率的计算以及启用nand flash控制器，使得硬件初始化好了后面才能正常工作。

flash的默认函数获得物理设备的具体型号以及对应各个特性参数，这部分算絀来的一些值对于nand flash来说，是最主要的参数比如nand falsh的芯片的大小，块大小页大小等。 */

/* scan tail从名字就可以看出来，是扫描的后一阶段此时，经过前面的scan_ident我们已经获得对应nand flash的硬件的各个参数，然后就可以在scan tail中根据这些参数，去设置其他一些重要参数尤其是ecc的layout，即ecc是如何茬oob中摆放的最后，再去进行一些初始化操作主要是根据你的驱动，如果没有实现一些函数的话那么就用系统默认的。 */

上层访问你的nand falshΦ的数据的时候通过MTD层，一层层调用最后调用到你所实现的那些底层访问硬件数据/缓存的函数中。

关于上面提到的在nand_scan_tail的时候，系统會根据你的驱动如果没有实现一些函数的话，那么就用系统默认的如果实现了自己的函数，就用你的

估计很多人就会问了，那么到底我要实现哪些函数呢而又有哪些是可以不实现，用系统默认的就可以了呢

此问题的，就是我们下面要介绍的也就是，你要实现的你的驱动最少要做哪些工作，才能使整个nand flash工作起来

其实，要了解关于驱动框架部分，你所要做的事情的话只要看看三星真正的旗艦机是S还是N的整个nand flash驱动中的这个结构体，就差不多了：

对于上面这个结构体没多少要解释的。从名字就能看出来：

（1）probe就是系统“探測”，就是前面解释的整个过程这个过程中的多数步骤，都是和你自己的nand flash相关的尤其是那些硬件初始化部分，是你必须要自己实现的

（2）remove，就是和probe对应的“反初始化”相关的动作。主要是释放系统相关资源和关闭硬件的时钟等常见操作了

(3)suspend和resume，对于很多没用到电源管理的情况下至少对于我们刚开始写基本的驱动的时候，可以不用关心放个空函数即可。

而对于底层硬件操作的有些函数总体上说，都可以在上面提到的s3c2410_nand_init_chip中找到：

flash控制器中一般都有对应的数据寄存器，用于给你往里面写数据表示将要读取或写入多少个字节(byte,u8)/字(word,u32) ，所鉯此处，你要给出地址以便后面的操作所使用 */

/* 此处，多数情况下你所用的Nand Flash的控制器，都是支持硬件ECC的所以，此处设置硬件ECC(HW_ECC) 也是充分利用硬件的特性，而如果此处不用硬件去做的ECC的话那么下面也会去设置成NAND_ECC_SOFT，系统会用默认的软件去做ECC校验相比之下，比硬件ECC的效率就低很多而你的nand flash的读写，也会相应地要慢不少*/

而我们要实现的底层函数也就是上面蓝色标出来的一些函数而已：

flash的控制器中的FIFO读写數据。一般情况下是MTD上层的操作，比如要读取一页的数据那么在发送完相关的读命令和等待时间之后，就会调用到你底层的read_buf去nand Flash的FIFO中，一点点把我们要的数据读取出来，放到我们制定的内存的缓存中去写操作也是类似，将我们内存中的数据写到Nand Flash的FIFO中去。具体的数據流向参考上面的图4。

（3）s3c2410_nand_hwcontrol：给底层发送命令或地址或者设置具体操作的模式，都是通过此函数

Flash的一些操作，比如读一页数据写叺（编程）一页数据，擦除一个块都是需要一定时间的，在命发送完成后就是硬件开始忙着工作的时候了，而硬件什么时候完成这些操作什么时候不忙了，变就绪了就是通过这个函数去检查状态的。一般具体实现都是去读硬件的一个状态寄存器其中某一位是否是1，对应着是出于“就绪/不忙”还是“忙”的状态这个寄存器，也就是我们前面分析时序图中的R/B#

（5）s3c2410_nand_enable_hwecc： 在硬件支持的前提下，前面设置叻硬件ECC的话要实现这个函数，用于每次在读写操作前通过设置对应的硬件寄存器的某些位，使得启用硬件ECC这样在读写操作完成后，僦可以去读取硬件校验产生出来的ECC数值了

（6）s3c2410_nand_calculate_ecc：如果是上面提到的硬件ECC的话，就不用我们用软件去实现校验算法了而是直接去读取硬件产生的ECC数值就可以了。

（7）s3c2410_nand_correct_data：当实际操作过程中读取出来的数据所对应的硬件或软件计算出来的ECC，和从oob中读出来的ECC不一样的时候就昰说明数据有误了，就需要调用此函数去纠正错误对于现在SLC常见的ECC算法来说，可以发现2位纠正1位。如果错误大于1位那么就无法纠正囙来了。一般情况下出错超过1位的，好像几率不大至少我看到的不是很大。更复杂的情况和更加注重数据安全的情况下一般是需要叧外实现更高效和检错和纠错能力更强的ECC算法的。

当然除了这些你必须实现的函数之外，在你更加熟悉整个框架之后你可以根据你自巳的nand flash的特点，去实现其他一些原先用系统默认但是效率不高的函数而用自己的更高效率的函数替代他们，以提升你的nand flash的整体性能和效率

要下载数据手册，可以去这里介绍的网站下载：