CS创世SD NAND的存储芯片应用方案

　很感谢深圳雷龙发展有限公司为博主提供的两片SD NAND的存储芯片，在这里博主记录一下自己的使用过程以及部分设计。

　拿到这个产品之后，我大致了解了下两款芯片的性能。CSNP4GCR01-AMW是一种基于NAND闪存和SD控制器的4Gb密度嵌入式存储；而CSNP32GCR01-AOW是一种基于NAND闪存和SD控制器的32Gb密度嵌入式存储。与原始NAND相比其具有嵌入式坏块管理和更强的嵌入式ECC。即使在异常断电，它仍然可以安全地保存数据。作为一个存储芯片，它确实做到了小巧，LGA-8的封装对比我之前用到过的TF卡，只占到了其面积的三分之一，这样对于一些嵌入式的设计就方便了很多。

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　雷龙官方还很贴心的提供了样品的测试板，在这款测试板上，我焊接了4GB的CSNP4GCR01-AMW上去，并且跑了一下分，对于一款小的存储芯片而言，实在难得。

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　（上图为测试板焊接图）

　博主日前在设计基于H616与NB-IOT的嵌入式智能储物柜的时候考虑过存储方面的问题，当时在SD NAND和EMMC与TF卡中徘徊，以下是几个存储类型的对比。

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　经过多方对比，本着不需要频繁更换的原则，同时也为了更好的防水和成本考虑，最终决定使用雷龙公司的SD NAND 作为设计样品的存储部分。

　此外，SD NAND还具有不用写驱动程序自带坏块管理的NAND FLASH（贴片式TF卡），不标准的SDIO接口，也同时兼容SPI/SD接口，10万次的SLC晶圆擦写寿命，通过一万次的随机掉电测试耐高低温，经过跑分测得，速度级别Class10。标准的SD2.0协议，普通的SD卡可以直接驱动，支持TF卡启动的SOC都可以用SD NAND，而且雷龙官方还贴心的提供了STM32参考例程和原厂技术支持，这对于刚上手的小白而言，十分友好。

　使用H616作为主控CPU并搭配NB-IOT来向申请下来的云端传输数据，当WIFI正常时，储物数据每搁两小时向云端传输一次，当有人取出物品时再次向云端发送一次数据（不保留在SD NAND中）；一旦系统检测到WIFI出现问题，储物数据转而存储到SD NAND中，取物时输入的物品ID和取出时间一并放入SD NAND中（我也是看中了SD NAND与原始NAND相比其具有嵌入式坏块管理和更强的嵌入式ECC。即使在异常断电，它仍然可以安全地保存数据这一点）。

　根据官方数据手册提供的SD NAND参考设计，只占用8个GPIO，对于H616来说，确实很友好

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　这里为了不泄露他人的劳动成果，我也就不粘PCB设计了。

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　下面是关于H616驱动SD NAND的示例代码，这里记录一下自己当初的学习过程（注：这个代码不能直接拿过来就用，而是要根据自己的需求修改）

1. #include

2. #include

3. #include

4. #include

5. #include "h616_sdio.h"

6. 
   

7. // 定义SDIO引脚

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

14. 
    

15. // 定义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

21. 
    

22. // 定义NAND芯片状态

23. #define STATUS_READY 0x40

24. #define STATUS_ERROR 0x01

25. 
    

26. // 初始化SDIO控制器

27. void sdio_init()

28. {

29. // 设置SDIO引脚模式和速率

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);

37. 
    

38. // 初始化SDIO控制器

39. h616_sdio_init();

40. }

41. 
    

42. // 发送NAND芯片命令

43. void nand_send_cmd(uint8_t cmd)

44. {

45. // 设置SDIO控制器传输模式和命令码

46. h616_sdio_set_transfer_mode(H616_SDIO_TRANSFER_MODE_WRITE);

47. h616_sdio_set_command_code(cmd);

48. 
    

49. // 发送命令

50. h616_sdio_send_command();

51. }

52. 
    

53. // 发送NAND芯片地址

54. void nand_send_addr(uint32_t addr)

55. {

56. // 设置SDIO控制器传输模式和地址

57. h616_sdio_set_transfer_mode(H616_SDIO_TRANSFER_MODE_WRITE);

58. h616_sdio_set_address(addr);

59. 
    

60. // 发送地址

61. h616_sdio_send_address();

62. }

63. 
    

64. // 读取NAND芯片数据

65. void nand_read_data(uint8_t *data, uint32_t size)

66. {

67. // 设置SDIO控制器传输模式

68. h616_sdio_set_transfer_mode(H616_SDIO_TRANSFER_MODE_READ);

69. 
    

70. // 读取数据

71. h616_sdio_read_data(data, size);

72. }

73. 
    

74. // 写入NAND芯片数据

75. void nand_write_data(const uint8_t *data, uint32_t size)

76. {

77. // 设置SDIO控制器传输模式

78. h616_sdio_set_transfer_mode(H616_SDIO_TRANSFER_MODE_WRITE);

79. 
    

80. // 写入数据

81. h616_sdio_write_data(data, size);

82. }

83. 
    

84. // 读取NAND芯片状态

85. uint8_t nand_read_status()

86. {

87. uint8_t status;

88. 
    

89. // 发送读取状态命令

90. nand_send_cmd(CMD_STATUS);

91. 
    

92. // 读取状态

93. nand_read_data(&status, 1);

94. 
    

95. return status;

96. }

97. 
    

98. // 等待NAND芯片准备就绪

99. void nand_wait_ready()

100. {

101. uint8_t status;

102. 
     

103. // 循环读取状态，直到NAND芯片准备就绪

104. do {

105. status = nand_read_status();

106. } while ((status & STATUS_READY) == 0);

107. }

108. 
     

109. // 读取NAND芯片数据

110. void nand_read(uint32_t page, uint32_t column, uint8_t *data, uint32_t size)

111. {

112. // 发送读取命令和地址

113. nand_send_cmd(CMD_READ);

114. nand_send_addr(column | (page << 8));

115. 
     

116. // 等待NAND芯片准备就绪

117. nand_wait_ready();

118. 
     

119. // 读取数据

120. nand_read_data(data, size);

121. }

122. 
     

123. // 写入NAND芯片数据

124. void nand_write(uint32_t page, uint32_t column, const uint8_t *data, uint32_t size)

125. {

126. // 发送写入命令和地址

127. nand_send_cmd(CMD_WRITE);

128. nand_send_addr(column | (page << 8));

129. 
     

130. // 写入数据

131. nand_write_data(data, size);

132. 
     

133. // 等待NAND芯片准备就绪

134. nand_wait_ready();

135. }

136. 
     

137. // 擦除NAND芯片块

138. void nand_erase(uint32_t block)

139. {

140. // 发送擦除命令和地址

141. nand_send_cmd(CMD_ERASE);

142. nand_send_addr(block << 8);

143. 
     

144. // 等待NAND芯片准备就绪

145. nand_wait_ready();

146. }

147. 
     

148. // 复位NAND芯片

149. void nand_reset()

150. {

151. // 发送复位命令

152. nand_send_cmd(CMD_RESET);

153. 
     

154. // 等待NAND芯片准备就绪

155. nand_wait_ready();

156. }

157. 
     

158. // 示例程序入口

159. int main()

160. {

161. uint8_t data[2048];

162. memset(data, 0x5a, sizeof(data));

163. 
     

164. // 初始化SDIO控制器

165. sdio_init();

166. 
     

167. // 复位NAND芯片

168. nand_reset();

169. 
     

170. // 擦除第0块

171. nand_erase(0);

172. 
     

173. // 写入第0页

174. nand_write(0, 0, data, sizeof(data));

175. 
     

176. // 读取第0页

177. nand_read(0, 0, data, sizeof(data));

178. 
     

179. return 0;

180. }