Linux存储器接口软硬件设计3.ppt

Linux存储器接口软硬件设计 刘淼 threewater@ 2006.3.21 嵌入式系统上常用的存储媒体 Flash芯片 Flash媒质存储器： SD/MMC卡、CF卡、 SM卡、U盘、 DOC IC卡、SIM卡 硬盘：CF接口、IDE接口… Linux对存储设备的管理 块设备 -文件系统 字符设备也可以完成简单的存储工作 嵌入式Linux的存储通常通过MTD设备 MTD设备驱动 MTD(memory technology device)是用于访问memory设备（ROM、flash）的Linux子系统 在硬件和上层之间提供了一个抽象的接口 ，MTD把文件系统和Flash设备相隔离 MTD与文件系统 Flash硬件驱动层 在init时驱动Flash硬件，NAND型Flash的驱动程序则位于/drivers/mtd/nand子目录下 MTD原始设备有两部分组成 MTD原始设备的通用代码， 各个特定的Flash的数据，例如分区。 mtd_info、mtd_table（mtdcore.c）、mtd_part（mtd_part.c） MTD设备层 linux系统定义出MTD的块设备（主设备号31）和字符设备（设备号90）。设备节点：通过mknod在/dev子目录下建立MTD字符设备节点（主设备号为90）和MTD块设备节点（主设备号为31），通过访问此设备节点即可访问MTD字符设备和块设备。 根文件系统 在Bootloader中将文件系统映像烧录到flash的某一个分区中，在启动的时候，将该分区作为根文件系统挂载。 文件系统： 内核启动后，mount NAND和NOR——性能比较 NOR和NAND是现在市场上两种主要的非易失闪存技术 NOR的读速度比NAND稍快一些 NAND的写入速度比NOR快很多 NAND的擦除速度远比NOR的快 大多数写入操作需要先进行擦除操作 NAND的擦除单元更小，相应的擦除电路更少 接口差别 NOR flash带有SRAM接口，线性寻址，可以很容易地存取其内部的每一个字节 NAND flash使用复用接口和控制IO多次寻址存取数据 NAND读和写操作采用512字节的块，这一点有点像硬盘管理此类操作易于取代硬盘等类似的块设备 容量和成本 NAND flash生产过程更为简单，成本低 常见的NOR flash为128KB～16MB，而NANDflash通常有8～128MB NOR主要应用在代码存储介质中，NAND适合于数据存储 NAND在CompactFlash、Secure Digital、PC Cards和MMC存储卡市场上所占份额最大 可靠性和耐用性 在NAND中每块的最大擦写次数是100万次，而NOR的擦写次数是10万次 位交换的问题NAND flash中更突出，需要ECC纠错 NAND flash中坏块随机分布，需要通过软件标定——产品量产的问题 更新MTD设备驱动程序 MTD的补丁 / 新的MTD驱动程序针对Linux 2.6 支持2k page flash、DOC、SSDFC等新特性 参考：The Linux MTD, JFFS HOWTO Nand Flash连接原理 PXA270上扩展Nand flash 移植代码 建议先给内核打补丁 有的linux内核带的MTD驱动程序有严重的问题 nand flash相关代码在/drivers/mtd/nand/目录下 添加自己的驱动程序，可以从/drivers/mtd/nand/spia.c派生（pxa27x_nand.c） 修改drivers/mtd/nand/config.in配置菜单 修改/drivers/mtd/nand/Makefile添加obj-$(CONFIG_MTD_NAND_ARM) +=pxa27x_nand.o 解读pxa27x_nand.c 模块入口：pxa27x_init函数 ioremap的作用 pxa27x_IO_init，初始化Nand flash所用端口 module_init宏定义了linux加载的模块——启动的时候加载或者通过模块加载 nand_scan确定设备及其类型，挂载相应的驱动程序 add_mtd_partitions函数注册MTD分区，add_mtd_device注册MTD设备 MTD上的Nor flash驱动 使用CFI接口的flash Intel AMD 驱动程序自动挂接、自动检测 PXA270上Nor flash设备驱动 添加驱动程序drivers/mtd/maps/uptechpxa27x-flash.c 主要的工作在pxa27x_flash_probe函数中完成。 查找分区 测试MTD设备（1） 正确加载了设备，使用命令cat /proc/mtd，可以显示MTD