CS創(chuàng)世SD NAND的存儲芯片應(yīng)用方案

前言:

很感謝深圳雷龍發(fā)展有限公司為博主提供的兩片SD NAND的存儲芯片，在這里博主記錄一下自己的使用過程以及部分設(shè)計。

深入了解該產(chǎn)品：

拿到這個產(chǎn)品之后，我大致了解了下兩款芯片的性能。CSNP4GCR01-AMW是一種基于NAND閃存和SD控制器的4Gb密度嵌入式存儲；而CSNP32GCR01-AOW是一種基于NAND閃存和SD控制器的32Gb密度嵌入式存儲。與原始NAND相比其具有嵌入式壞塊管理和更強的嵌入式ECC。即使在異常斷電，它仍然可以安全地保存數(shù)據(jù)。作為一個存儲芯片，它確實做到了小巧，LGA-8的封裝對比我之前用到過的TF卡，只占到了其面積的三分之一，這樣對于一些嵌入式的設(shè)計就方便了很多。

雷龍官方還很貼心的提供了樣品的測試板，在這款測試板上，我焊接了4GB的CSNP4GCR01-AMW上去，并且跑了一下分，對于一款小的存儲芯片而言，實在難得。

（上圖為測試板焊接圖）

博主日前在設(shè)計基于H616與NB-IOT的嵌入式智能儲物柜的時候考慮過存儲方面的問題，當(dāng)時在SD NAND和EMMC與TF卡中徘徊，以下是幾個存儲類型的對比。

經(jīng)過多方對比，本著不需要頻繁更換的原則，同時也為了更好的防水和成本考慮，最終決定使用雷龍公司的SD NAND 作為設(shè)計樣品的存儲部分。

此外，SD NAND還具有不用寫驅(qū)動程序自帶壞塊管理的NAND FLASH（貼片式TF卡），不標(biāo)準(zhǔn)的SDIO接口，也同時兼容SPI/SD接口，10萬次的SLC晶圓擦寫壽命，通過一萬次的隨機掉電測試耐高低溫，經(jīng)過跑分測得，速度級別Class10。標(biāo)準(zhǔn)的SD2.0協(xié)議，普通的SD卡可以直接驅(qū)動，支持TF卡啟動的SOC都可以用SD NAND，而且雷龍官方還貼心的提供了STM32參考例程和原廠技術(shù)支持，這對于剛上手的小白而言，十分友好。

設(shè)計理念：

使用H616作為主控CPU并搭配NB-IOT來向申請下來的云端傳輸數(shù)據(jù)，當(dāng)WIFI正常時，儲物數(shù)據(jù)每擱兩小時向云端傳輸一次，當(dāng)有人取出物品時再次向云端發(fā)送一次數(shù)據(jù)（不保留在SD NAND中）；一旦系統(tǒng)檢測到WIFI出現(xiàn)問題，儲物數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)而存儲到SD NAND中，取物時輸入的物品ID和取出時間一并放入SD NAND中（我也是看中了SD NAND與原始NAND相比其具有嵌入式壞塊管理和更強的嵌入式ECC。即使在異常斷電，它仍然可以安全地保存數(shù)據(jù)這一點）。

部分SD NAND的參考設(shè)計

根據(jù)官方數(shù)據(jù)手冊提供的SD NAND參考設(shè)計，只占用8個GPIO，對于H616來說，確實很友好

這里為了不泄露他人的勞動成果，我也就不粘PCB設(shè)計了。

采用H616驅(qū)動SD NAND的示例代碼

下面是關(guān)于H616驅(qū)動SD NAND的示例代碼，這里記錄一下自己當(dāng)初的學(xué)習(xí)過程（注：這個代碼不能直接拿過來就用，而是要根據(jù)自己的需求修改）

1. #include
2. #include
3. #include
4. #include
5. #include "h616_sdio.h"
7. // 定義SDIO引腳
8. #define SDIO_CMD_PIN 0
9. #define SDIO_CLK_PIN 1
10. #define SDIO_D0_PIN 2
11. #define SDIO_D1_PIN 3
12. #define SDIO_D2_PIN 4
13. #define SDIO_D3_PIN 5
15. // 定義NAND芯片命令
16. #define CMD_READ 0x00
17. #define CMD_WRITE 0x80
18. #define CMD_ERASE 0x60
19. #define CMD_STATUS 0x70
20. #define CMD_RESET 0xff
22. // 定義NAND芯片狀態(tài)
23. #define STATUS_READY 0x40
24. #define STATUS_ERROR 0x01
26. // 初始化SDIO控制器
27. void sdio_init()
28. {
29. // 設(shè)置SDIO引腳模式和速率
30. h616_sdio_set_pin_mode(SDIO_CMD_PIN, H616_SDIO_PIN_MODE_SDIO);
31. h616_sdio_set_pin_mode(SDIO_CLK_PIN, H616_SDIO_PIN_MODE_SDIO);
32. h616_sdio_set_pin_mode(SDIO_D0_PIN, H616_SDIO_PIN_MODE_SDIO);
33. h616_sdio_set_pin_mode(SDIO_D1_PIN, H616_SDIO_PIN_MODE_SDIO);
34. h616_sdio_set_pin_mode(SDIO_D2_PIN, H616_SDIO_PIN_MODE_SDIO);
35. h616_sdio_set_pin_mode(SDIO_D3_PIN, H616_SDIO_PIN_MODE_SDIO);
36. h616_sdio_set_clock(H616_SDIO_CLOCK_FREQ_25MHZ);
38. // 初始化SDIO控制器
39. h616_sdio_init();
40. }
42. // 發(fā)送NAND芯片命令
43. void nand_send_cmd(uint8_t cmd)
44. {
45. // 設(shè)置SDIO控制器傳輸模式和命令碼
46. h616_sdio_set_transfer_mode(H616_SDIO_TRANSFER_MODE_WRITE);
47. h616_sdio_set_command_code(cmd);
49. // 發(fā)送命令
50. h616_sdio_send_command();
51. }
53. // 發(fā)送NAND芯片地址
54. void nand_send_addr(uint32_t addr)
55. {
56. // 設(shè)置SDIO控制器傳輸模式和地址
57. h616_sdio_set_transfer_mode(H616_SDIO_TRANSFER_MODE_WRITE);
58. h616_sdio_set_address(addr);
60. // 發(fā)送地址
61. h616_sdio_send_address();
62. }
64. // 讀取NAND芯片數(shù)據(jù)
65. void nand_read_data(uint8_t *data, uint32_t size)
66. {
67. // 設(shè)置SDIO控制器傳輸模式
68. h616_sdio_set_transfer_mode(H616_SDIO_TRANSFER_MODE_READ);
70. // 讀取數(shù)據(jù)
71. h616_sdio_read_data(data, size);
72. }
74. // 寫入NAND芯片數(shù)據(jù)
75. void nand_write_data(const uint8_t *data, uint32_t size)
76. {
77. // 設(shè)置SDIO控制器傳輸模式
78. h616_sdio_set_transfer_mode(H616_SDIO_TRANSFER_MODE_WRITE);
80. // 寫入數(shù)據(jù)
81. h616_sdio_write_data(data, size);
82. }
84. // 讀取NAND芯片狀態(tài)
85. uint8_t nand_read_status()
86. {
87. uint8_t status;
89. // 發(fā)送讀取狀態(tài)命令
90. nand_send_cmd(CMD_STATUS);
92. // 讀取狀態(tài)
93. nand_read_data(&status, 1);
95. return status;
96. }
98. // 等待NAND芯片準(zhǔn)備就緒
99. void nand_wait_ready()
100. {
101. uint8_t status;
103. // 循環(huán)讀取狀態(tài)，直到NAND芯片準(zhǔn)備就緒
104. do {
105. status = nand_read_status();
106. } while ((status & STATUS_READY) == 0);
107. }
109. // 讀取NAND芯片數(shù)據(jù)
110. void nand_read(uint32_t page, uint32_t column, uint8_t *data, uint32_t size)
111. {
112. // 發(fā)送讀取命令和地址
113. nand_send_cmd(CMD_READ);
114. nand_send_addr(column | (page << 8));
116. // 等待NAND芯片準(zhǔn)備就緒
117. nand_wait_ready();
119. // 讀取數(shù)據(jù)
120. nand_read_data(data, size);
121. }
123. // 寫入NAND芯片數(shù)據(jù)
124. void nand_write(uint32_t page, uint32_t column, const uint8_t *data, uint32_t size)
125. {
126. // 發(fā)送寫入命令和地址
127. nand_send_cmd(CMD_WRITE);
128. nand_send_addr(column | (page << 8));
130. // 寫入數(shù)據(jù)
131. nand_write_data(data, size);
133. // 等待NAND芯片準(zhǔn)備就緒
134. nand_wait_ready();
135. }
137. // 擦除NAND芯片塊
138. void nand_erase(uint32_t block)
139. {
140. // 發(fā)送擦除命令和地址
141. nand_send_cmd(CMD_ERASE);
142. nand_send_addr(block << 8);
144. // 等待NAND芯片準(zhǔn)備就緒
145. nand_wait_ready();
146. }
148. // 復(fù)位NAND芯片
149. void nand_reset()
150. {
151. // 發(fā)送復(fù)位命令
152. nand_send_cmd(CMD_RESET);
154. // 等待NAND芯片準(zhǔn)備就緒
155. nand_wait_ready();
156. }
158. // 示例程序入口
159. int main()
160. {
161. uint8_t data[2048];
162. memset(data, 0x5a, sizeof(data));
164. // 初始化SDIO控制器
165. sdio_init();
167. // 復(fù)位NAND芯片
168. nand_reset();
170. // 擦除第0塊
171. nand_erase(0);
173. // 寫入第0頁
174. nand_write(0, 0, data, sizeof(data));
176. // 讀取第0頁
177. nand_read(0, 0, data, sizeof(data));
179. return 0;
180. }