2011.06在基于s3c2440开发板的移植之硬件ECC

在上一篇关于“支持NandFlash读写”的文章中,我们很好地完成了u-boot对NandFlash的读写,但这个读写进行的是软件ECC,即用软件编程的方法实现ECC。我们知道S3C2440的NandFlash控制器是支持硬件ECC的,因此在这里我们就来讲解如何实现硬件ECC。

NandFlash的每一页分为main区和spare区,S3C2440的NandFlash控制器支持这两个区的硬件ECC,但为了兼容u-boot-2011.06,我们只实现main区的硬件ECC。

为了实现硬件ECC,首先需要在include/configs/zhaocj2440.h文件内定义宏CONFIG_S3C2440_NAND_HWECC,这样在drivers/mtd/nand/s3c2440_nand.c文件内就定义了硬件ECC所需要的三个函数:s3c2440_nand_enable_hwecc函数、s3c2440_nand_calculate_ecc函数和s3c2440_nand_correct_data函数,而且在board_nand_init函数内,又把这三个函数分别赋给了相对应的结构体的三个成员,这样在进行NandFlash读写时,就会调用这三个函数,从而实现了硬件ECC。s3c2440_nand_enable_hwecc函数负责使能硬件ECC,s3c2440_nand_calculate_ecc函数负责计算ECC(当然这种计算是由硬件来完成的),s3c2440_nand_correct_data函数负责进行ECC的校验(同样地,这种校验也是由硬件自动完成的)。

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为了理解u-boot是如何进行硬件ECC的,我们先来简要地分析一下相关的函数。NandFlash是以页为最小单位进行读写操作的,支持硬件ECC的读操作最终是由nand_read_page_hwecc函数(在drivers/mtd/nand目录下)来完成的,支持硬件ECC的写操作最终是由nand_write_page_hwecc函数(在drivers/mtd/nand目录下)来完成的。nand_read_page_hwecc函数的流程为先读取main区数据,同时通过调用s3c2440_nand_calculate_ecc函数来得到硬件ECC;再读取spare区数据;然后提取出储存在spare区内的main区ECC;最后通过调用s3c2440_nand_correct_data函数来对刚刚读取的main区数据进行校验。nand_write_page_hwecc函数的流程比较简单,它先写入main区数据,同时通过调用s3c2440_nand_calculate_ecc函数来得到硬件ECC;然后就是把硬件ECC写入到spare区内。

无论是nand_write_page_hwecc函数,还是nand_write_page_hwecc函数,内部都有一个这样的for循环体:

for(i = 0; eccsteps; eccsteps--, i += eccbytes, p += eccsize) {

……  ……

}

其中三个主要变量的定义为:

eccsize= chip->ecc.size;

eccbytes= chip->ecc.bytes;

eccsteps= chip->ecc.steps;

下面我们就来介绍一下这个循环的作用:不同的CPU的NandFlash控制器一次所能完成的硬件ECC的字节数是不一样的,例如有些CPU一次只能完成512字节的硬件ECC,但如果开发板上的NandFlash每页有2048个字节,那该怎么办呢?这时就要用到一个循环体,通过循环多次来得到一页的硬件ECC。例如上面这种情况,就要循环4次(2048÷512=4),才能得到这个页内数据完整的硬件ECC。另外每一次硬件ECC,不同的CPU所生成的ECC字节数也是不同的,有的是3个字节,有的是4个字节。

那么,上面那三个变量的含义就分别为:

ecc.size:每一次硬件ECC所检验的字节个数

ecc.bytes:每一次硬件ECC所生成的字节个数

ecc.steps:每一页需要进行硬件ECC的次数

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