基于AMBA APB总线NandFlash控制器的设计研究

王 洋 ， 刘卫东 ，， 于 岗

（1.中国海洋大学 信息科学与工程学院，山东 青岛 266100；2.海信电器股份有限公司 山东 青岛 266071）

随着SOC技术的发展，集成SOC的整机系统规模越来越大，功能越来越强大。在这些整机系统中，NandFlash得到了广泛的应用。为了支持NandFlash通信，在SOC中必须设计NandFlash控制器接口。

笔者设计的NandFlash控制器支持AMBA APB接口和数据校验、纠错功能。经Modelsim仿真和FPGA验证表明，本设计完全满足NandFlash的时序和通信功能要求。

1 NandFlash简介

Flash内存主要有 NandFlash和NorFlash两种，NorFlash技术由Intel公司1988年首先推出，NorFlash特点是工作电压低、随机读取快、功耗低、稳定性高；1989年，东芝公司发表了NandFlash结构。其强调降低每比特的成本和更高的性能。NandFlash存储器具有容量较大、改写速度快等优点，适用于大量数据的存储，因而在嵌入式产品中得到了广泛的应用，如数码相机、MP3随身听记忆卡、体积小巧的U盘等。

2 NandFlash控制器的设计

图1 NandFlash控制器整体框架Fig.1 Entire architecture of NandFlash controller

2.1 NandFlash控制器整体框架

NandFlash控制器的整体框架[1-3]如图1所示。其主要模块有：寄存器控制文件模块、Flash访问周期选择模块、Flash控制器引擎控制模块、2 k字数据缓存控制模块、ECC控制模块、逻辑控制模块、Reed-Solomon控制引擎模块、Flash数据多路选择模块。

NandFlash控制器的读写擦除的操作都是来自AMBA APB总线的请求，本控制器的主要功能是把来自于AMBA APB总线的请求转化为符合NandFlash时序要求的控制信号。该控制器适用于从64 M bits到32 G bits的所有类型的NandFlash。

2.2 NandFlash控制器的具体模块功能

2.2.1 寄存器控制文件模块

寄存器控制文件模块是面向AMBA APB总线的接口设计的，所有被AMBA APB总线访问的控制寄存器都是通过本模块进行配置的。……