专利名称：一种Nandflash U盘控制器读写Norflash存储器的方法
技术领域：
本发明涉及U盘技术领域,特别涉及一种Nandflash U盘控制器读写Norflash存 储器的方法。
背景技术：
众所周知,U盘作为移动存储设备以其小巧便携、存储容量大、价格便宜、性能可靠 为特点，目前被人们广泛使用。普通U盘通常由USB接口、U盘控制器和Flash存储器三部 分组成。目前市场上常见的U盘中，存储器采用Nandflash型存储器(即Nandflash存储 器)，而对应该存储器特点设计的U盘控制器称为Nandfhish U盘控制器。如图1所示，目前 Nandflash U盘控制器用来连接Nandflash存储器的端口通常由数据与地址复用端口、控 制信号端口和通用输入输出端口 (GPIO)三部分组成。其中，数据/地址复用端口目前仅有 8位和16位两种，用来提供数据的输入输出以及地址访问；控制信号端口提供对Nandf Iash 存储器进行操作的控制信号,包括写允许信号(WE),读允许信号(RE),写保护信号(WP)等； 通用输入输出端口 (GPIO)对不同的Nandflash类型或不同客户的需要,提供一组通用GPIO 进行支持。以上Nandflash U盘控制器及其端口设计通常都只支持对Nandflash存储器进行 读写，不支持对Norflash存储器进行读写。当需要对Norflash存储器进行读写时,往往要 重新设计U盘控制器及其端口。这样做需要增加许多成本,因此考虑到市场需求和成本等 因素，如何利用现有Nandflash U盘控制器来读写Norflash存储器便成为本发明研究的问 题。
发明内容
本发明提供一种Nandflash U盘控制器读写Norflash存储器的方法，目的是要利 用现有普通的Nandflash U盘控制器来读写Norflash存储器，使Nandflash U盘控制器能 够支持对Norflash存储器的读写,从而解决市场需求与开发成本之间的经济性问题。为达到上述目的，本发明采用的第--技术方案是一种Nandflash U盘控制 器读写Norflash存储器的方法，对于地址线与数据线分幵设计的Norflash存储器，将 Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复用端口作为NorfIash存储器的数据端口 ；将 Nandflash U盘控制器原有控制信号端口中的Nandflash写允许信号作为Norflash存 储器的写允许信号，Nandflash读允许信号作为Norflash存储器的输出允许信号；采用 Nandflash U盘控制器原有的通用输入输出端口，按照Norflash存储器地址信号的时序和 电平要求模拟产生相应的地址信号。按照Norflash存储器提供的读写时序要求，在Nandflash U盘控制器中添加 Norflash存储器的软件驱动程序,使Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复用端口、 控制信号端口和通用输入输出端口产生Norflash存储器读写操作所需要的时序。为达到上述目的，本发明采用的第二技术方案是一种Nandflash U盘控制器读写Norflash存储器的方法，对于地址线与数据线复用设计的Norflash存储器，将 Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复用端口作为Norflash存储器的数据端口和低 位地址端口 ；将Nandflash U盘控制器原有控制信号端口中的Nandflash写允许信号作为 Norflash存储器的写允许信号,Nandflash读允许信号作为Norflash存储器的输出允许信 号；采用Nandflash U盘控制器原有的通用输入输出端口，按照Norflash存储器高位地址 信号的时序和电平要求模拟产生相应的高位地址信号；采用Nandflash U盘控制器原有的 通用输入输出端口，按照Norflash存储器地址锁存控制信号的时序和电平要求模拟产生 相应的地址锁存控制信号。
按照Norflash存储器提供的读写时序要求，在Nandflash U盘控制器中添加 Norflash存储器的软件驱动程序，使Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复用端口、 控制信号端口和通用输入输出端口产生Norflash存储器读写操作所需要的时序。总之,本发明利用现有Nandflash U盘控制器的硬件设计,针对Norflash存储器 中地址线与数据线复用设计和分开设计这两种情况,通过重新定义Nandflash U盘控制器 与存储器连接的原有端口，并添加符合Norflash存储器读写操作时序要求的软件驱动程 序，就可以实现Nandflash U盘控制器对Norflash存储器的读写操作。本发明的有益效果 是不需要重新设计U盘控制器硬件,可以利用现有Nandflash U盘控制器的硬件资源,通 过软件设计来实现对Norflash存储器的读写，因此既节约了硬件开发成本和时间，又满足 了市场需求，具有很好的经济性。
附图1为现有Nandflash U盘控制器的结构原理图。附图2为本发明实施例1结构原理图。附图3为本发明实施例2结构原理图。附图4为本发明实施例1写流程时序图。附图5为本发明实施例1读流程时序图。附图6为本发明实施例2写流程时序图。附图7为本发明实施例2读流程时序图。附图8为本发明Norflash写流程图。附图9为本发明Norflash读流程图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例1 Γ-种Nandflash U盘控制器读写Norflash存储器的方法(针对地址线 与数据线分开设计的Norflash存储器)如图2所示,现有Nandflash U盘控制器的端口由数据与地址复用端口、控制信号 端口和通用输入输出端口(GPIO)三部分组成。其中,数据/地址复用端口目前仅有8位和 16位两种,用来提供数据的输入输出以及地址访问；控制信号端口提供对Nandflash存储 器进行操作的控制信号，包括写允许信号(WE)，读允许信号(RE)，写保护信号(WP)等；通用 输入输出端口 (GPIO)对不同的Nandflash类型或不同客户的需要，提供一组通用GPIO进行支持。Norflash存储器选用MXIC的MX29LV160。MX29LV160是一种地址线与数据线分幵 设计的Norflash存储器。
为了使现有Nandf lash U盘控制器能够读写MX29LV160型Norflash存储器，将 Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复用端口作为MX29LV160型Norflash存储器的 数据端口 DATAO DATA 15 ；将Nandflash U盘控制器原有控制信号端口中的Nandflash写 允许信号作为MX29LV160型Norflash存储器的写允许信号WE，Nandflash读允许信号作为 MX29LV160型Norflash存储器的输出允许信号RE ；采用Nandflash U盘控制器原有的通用 输入输出端口，按照MX29LV160型Norflash存储器地址信号的时序和电平要求模拟产生相 应的地址信号ADDO ADD19。图4和图5分别为生产厂商提供的MX29LV160型Norflash存储器写流程时序图 和读流程时序图。图4中，Address表示地址信号,CE表示片选控制信号(CE上方的横线表 示低电平有效),OE表示输出允许信号(OE上方的横线表示低电平有效),WE表示写允许信 号(WE上方的横线表示低电平有效)，Data表示数据信号，RY/BY表示状态返回信号(BY上 方的横线表示低电平有效)，VCC表示电源，555h表示MX29LV160型Norflash存储器的写 命令地址，PA表示编程的数据地址,PD表示编程的数据,DOUT表示输出编程地址的真实值。 从图4中可以看出，编程命令次序为两个周期,读状态数据为两个周期。图5中,Addresses 表示地址信号，CE表示片选控制信号(CE上方的横线表示低电平有效)，WE表示写允许信 号(WE上方的横线表示低电平有效)，OE表示输出允许信号(OE上方的横线表示低电平有 效)，Outputs表示数据信号，RESET表示复位信号(RESET上方的横线表示低电平有效)。按照MX29LV160型Norflash存储器提供的读写时序要求,在NandflashU盘控制 器中添加Norflash存储器的软件驱动程序，使Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复 用端口、控制信号端口和通用输入输出端口产生Norflash存储器读写操作所需要的时序。 本领域普通技术人员在上述技术方案的启示下，就能独立完成软件驱动程序编制，实现现 有Nandflash U盘控制器读写MX29LV160型Norf Iash存储器。本实施例经测试，能正确读 写 MX29LV160 型 Norflash 存储器。另外，采用Nandflash U盘控制器原有的通用输入输出端口，按照MX29LV160 型Norflash存储器片选控制信号的时序和电平要求可以模拟产生相应的片选控制信号 CE(见图2),用于控制片选。采用Nandflash U盘控制器原有的通用输入输出端口，按照 MX29LV160型Norflash存储器数据端口模式选择控制信号的时序和电平要求可以模拟产 生相应的数据端口模式选择控制信号BYTE (见图2),用于控制数据端口模式，即选择8位数 据端口模式,还是选择16位数据端口模式来传送数据。采用Nandfhish U盘控制器原有的 通用输入输出端口，按照MX29LV160型Norflash存储器写保护信号的时序和电平要求可以 模拟产生相应的写保护信号(图2未画出)，用于控制写保护。本实施例还支持ST和INTEL的M58系列，SPANSION和MXIC的29LV系列，SPANSION 的291.1系列等等Norflash存储器。这里不再一一详细说明。实施例2 一种Nandflash U盘控制器读写Norflash存储器的方法(针对地址线 与数据线复用设计的Norflash存储器)如图3所示，现有Nandf lash U盘控制器的端口由数据与地址复用端口、控制信号端口和通用输入输出端口(GPIO)三部分组成。其中,数据/地址复用端口目前仅有8位和 16位两种，用来提供数据的输入输出以及地址访问；控制信号端口提供对Nandflash存储 器进行操作的控制信号，包括写允许信号(WE),读允许信号(RE)，写保护信号(WP)等；通用 输入输出端口(GPIO)对不同的Nandflash类型或不同客户的需要，提供一组通用GPIO进 行支持。
Norflash存储器选用Spansion的S29NS128。S29NS128是一种地址线与数据线复 用设计的Norflash存储器。为了使现有Nandfhish U盘控制器能够读写S29NS128型Norflash存储器，将 Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复用端口作为S29NS128型Norflash存储器的数 据端口和低位地址端口 A/DQ0 A/DQ15 ；将Nandflash U盘控制器原有控制信号端口中的 Nandflash写允许信号作为S29NS128型Norflash存储器的写允许信号WE，Nandflash读 允许信号作为S29NS128型Norflash存储器的输出允许信号RE ；采用Nandflash U盘控制 器原有的通用输入输出端口，按照S29NS128型Norflash存储器高位地址信号的时序和电 平要求模拟产生相应的高位地址信号ADD16 ADD22 ；采用Nandflash U盘控制器原有的 通用输入输出端口，按照S29NS128型Norflash存储器地址锁存控制信号的时序和电平要 求模拟产生相应的地址锁存控制信号AVI)。S29NS128的低16位地址线与数据线复用，通过 一个地址锁存控制信号AVD来锁存地址。图6和图7分别为生产厂商提供的S29NS128型Norflash存储器写流程时序图 和读流程时序图。图6中，CLK表示时钟信号，AVD表示地址锁存控制信号，Amax-A16表示 高位地址信号，A/DQ0 A/DQ15表示低位地址信号和数据信号，CE表示片选控制信号，OE 表示输出允许信号，WE表示写允许信号，555h表示S29NS128型Norflash存储器的写命令 地址，PA表示编程的数据地址，PD表示编程的数据，VA表示查询编程操作状态位的有效地 址，In progress表示编程正在进行中，Complete表示编程已结束，根据编程操作的状态表 示当前的编程是正在进行还是已经结束，CLK信号可以是高电平或者是低电平。从图6中 可以看出，编程命令次序为两个周期,读状态数据为两个周期。图7中,CE表示片选控制信 号，OE表示输出允许信号，WE表示写允许信号，A/DQ0 A/DQ15表示低位地址信号和数据 信号，Amax~A16表示高位地址信号，AVD表示地址锁存控制信号，RA表示读出数据的地址， RD表示读出的数据。按照S29NS128型Norflash存储器提供的读写时序要求,在Nandflash U盘控制 器中添加Norflash存储器的软件驱动程序，使Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复 用端口、控制信号端口和通用输入输出端口产生S29NS128型Norflash存储器读写操作所 需要的时序。本领域普通技术人员在上述技术方案的启示下，就能独立完成软件驱动程序 编制，实现现有Nandflash U盘控制器读写S29NS128型Norflash存储器。本实施例经测 试，能正确读写S29NS128型Norflash存储器。另外，采用Nandflash U盘控制器原有的通用输入输出端口，按照S29NS128型 Norfhish存储器片选控制信号的时序和电平要求可以模拟产生相应的片选控制信号 CE(见图3),用于控制片选。采用Nandflash U盘控制器原有的通用输入输出端口，按照 S29NS128型Norflash存储器数据端口模式选择控制信号的时序和电平要求可以模拟产生 相应的数据端口模式选择控制信号BYTE(图3未画出)，用于控制数据端口模式，即选择8位数据端口模式，还是选择16位数据端口模式来传送数据。采用Nandflash U盘控制器原 有的通用输入输出端口，按照S29NS128型Norflash存储器写保护信号的时序和电平要求 可以模拟产生相应的写保护信号WP (见图3)，用于控制写保护。本实施例能支持Spansion 29NS整个系列，包括S29NS256, S29NS512等等 Norflash存储器。这里不再--一详细说明。图8为实施例1和实施例2共用的Norflash存储器写流程图。图9为实施例1和实施例2共用的Norflash存储器读流程图。在图8和图9开始前需要配置操作Norflash 存储器控制端口信号和数据端口信号的时序(只需配一次即可)，接着按照图8或图9流程 进行操作。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，让本领域技术人员能够了解本发 明内容并据以实施，并不以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效 变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种Nandflash U盘控制器读写Norflash存储器的方法，其特征在于对于地址线与数据线分开设计的Norflash存储器，将Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复用端口作为Norflash存储器的数据端口；将Nandflash U盘控制器原有控制信号端口中的Nandflash写允许信号作为Norflash存储器的写允许信号，Nandflash读允许信号作为Norflash存储器的输出允许信号；采用Nandflash U盘控制器原有的通用输入输出端口，按照Norflash存储器地址信号的时序和电平要求模拟产生相应的地址信号；按照Norflash存储器提供的读写时序要求，在Nandflash U盘控制器中添加Norflash存储器的软件驱动程序，使Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复用端口、控制信号端口和通用输入输出端口产生Norflash存储器读写操作所需要的时序。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于采用NandflashU盘控制器原有的通用 输入输出端口，按照Norflash存储器片选控制信号的时序和电平要求模拟产生相应的片 选控制信号。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于采用NandflashU盘控制器原有的通用 输入输出端口，按照Norflash存储器数据端口模式选择控制信号的时序和电平要求模拟 产生相应的数据端口模式选择控制信号。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于采用NandflashU盘控制器原有的通用 输入输出端口，按照Norflash存储器写保护信号的时序和电平要求模拟产生相应的写保 护信号。
5.—种Nandflash U盘控制器读写Norflash存储器的方法，其特征在于对于地址线 与数据线复用设计的Norflash存储器，将Nandflash U盘控制器原有的数据与地址复用端 口作为Norf lash存储器的数据端口和低位地址端口 ；将Nandf lash U盘控制器原有控制信 号端口中的Nandflash写允许信号作为Norflash存储器的写允许信号,NandfIash读允许 信号作为Norflash存储器的输出允许信号；采用Nandflash U盘控制器原有的通用输入输 出端口，按照Norflash存储器高位地址信号的时序和电平要求模拟产生相应的高位地址 信号；采用Nandflash U盘控制器原有的通用输入输出端口，按照Norflash存储器地址锁 存控制信号的时序和电平要求模拟产生相应的地址锁存控制信号；按照Norflash存储器提供的读写时序要求，在Nandflash U盘控制器中添加Norflash 存储器的软件驱动程序，使Nandf lash U盘控制器原有的数据与地址复用端口、控制信号端 口和通用输入输出端口产生Norflash存储器读写操作所需要的时序。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于采用NandflashU盘控制器原有的通用 输入输出端口，按照Norflash存储器片选控制信号的时序和电平要求模拟产生相应的片 选控制信号。
7.根据权利要求5所述的方法,其特征在于采用NandflashU盘控制器原有的通用 输入输出端口，按照Norflash存储器数据端口模式选择控制信号的时序和电平要求模拟 产生相应的数据端口模式选择控制信号。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于采用NandflashU盘控制器原有的通用 输入输出端口 ,按照Norfhish存储器写保护信号的时序和电平要求模拟产生相应的写保 护信号。
全文摘要
一种Nandflash U盘控制器读写Norflash存储器的方法，其特征在于利用现有Nandflash U盘控制器的硬件设计，针对Norflash存储器中地址线与数据线复用设计和分开设计这两种情况，通过重新定义Nandflash U盘控制器与存储器连接的原有端口，并添加符合Norflash存储器读写操作时序要求的软件驱动程序，就可以实现Nandflash U盘控制器对Norflash存储器的读写操作。本发明的有益效果是不需要重新设计U盘控制器硬件，可以利用现有Nandflash U盘控制器的硬件资源，通过软件设计来实现对Norflash存储器的读写，因此既节约了硬件开发成本和时间，又满足了市场需求，具有很好的经济性。
文档编号G11C16/26GK101866695SQ20101020400
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月21日 优先权日2010年6月21日
发明者匡启和, 王廷平, 肖佐楠, 薛毅, 郑茳 申请人:苏州国芯科技有限公司