nand Flash原理
6.1.3) Block 块
一个 Nand Flash （的 chip，芯片） 由很多个块（Block）组成，块的大小一般是 128KB， 256KB， 512KB，此处是 128KB。其他的小于 128KB 的，比如 64KB，一般都是下面将要介绍到的small block的Nand Flash。 块 Block，是Nand Flash的擦除操作的基本/最小单位。
6.1.4) Page 页
每个块里面又包含了很多页（page） 。每个页的大小，对于现在常见的Nand Flash多数是2KB，最新的Nand Flash的是4KB、8KB等，这类的页大小大于 2KB的Nand Flash，被称作 big block的 Nand Flash，对应的发读写命令地址，一共 5个周期(cycle)，而老的 Nand Flash，页大小是 256B，512B，这类的 Nand Flash被称作 small block，地址周期只有 4个。 页 Page，是读写操作的基本单位。 不过，也有例外的是，有些 Nand Flash支持 subpage（1/2 页或 1/4页）子页的读写操作，不过一般很少见。
6.1.5) oob / Redundant Area / Spare Area
每一个页，对应还有一块区域，叫做空闲区域（spare area）/冗余区域（redundant area），而Linux 系统中，一般叫做 OOB（Out Of Band），这个区域，是最初基于Nand Flash的硬件特性：数据在读写时候相对容易错误，所以为了保证数据的正确性，必须要有对应的检测和纠错机制，此机制被叫做 EDC(Error Detection Code)/所以设计了多余的区域，用于放置数据的校验值。Oob 的读写操作，一般是随着页的操作一起完成的，即读写页的时候，对应地就读写了 oob。
关于 oob具体用途，总结起来有：
标记是否是坏快
存储ECC数据
存储一些和文件系统相关的数据。如 jffs2 就会用到这些空间存储一些特定信息，而yaffs2 文件系统，会在 oob中，存放很多和自己文件系统相关的信息
6.1.6)NANDFLASH常用命令设置
从上图可以看到，如果要实现读一个页的数据，就要发送 Read的命令，而且是分两个周期(Cycle)，即分两次发送对应的命令，第一次是 0x00h,第二次是 0x30h，而两次命令中间，需要发送对应的你所要读取的页的地址。
对应地，其他常见的一些操作，比如写一个页的数据(Page Program)，就是先发送 0x80h,然后发生要写入的地址，再发送0x10h。
Notes:#代表低电平有效
6.1.8)理解NANDFLASH的操作时序图以Read Operation为例
Notes：此图来自三星的型号 K9F2G08的 Nand Flash的数据手册(datasheet)。
我们来一起看看，我在上图的特意标注的①边上的红色竖线。 红色竖线所处的时刻，是在发送读操作的第一个周期的命令 0x00之前的那一刻。 让我们看看，在那一刻，其所穿过好几行都对应什么值，以及进一步理解，为何要那个值。
1)红色竖线穿过的第一行，是 CLE。前面介绍命令所存使能(CLE)的那个引脚将CLE 置 1，就说明你将要通过 I/O 复用端口发送进入Nand Flash的，是命令，而不是地址或者其他类型的数据。只有这样将 CLE 置 1，使其有效，才能去通知了内部硬件逻辑，你接下来将收到的是命令，内部硬件逻辑，才会将受到的命令，放到命令寄存器中，才能实现后面正确的操作，否则，不去将 CLE 置 1 使其有效，硬件会无所适从，不知道你传入的到底是数据还是命令了。
2)而第二行，是 CE#，那一刻的值是 0。这个道理很简单，你既然要向Nand Flash发命令，那么先要选中它，所以，要保证 CE#为低电平，使其有效，也就是片选有效。
3)第三行是 WE#，意思是写使能。因为接下来是往 Nand Flash里面写命令，所以，要使得 WE#有效，所以设为低电平。
4)第四行，是 ALE 是低电平，而 ALE 是高电平有效，此时意思就是使其无效。而对应地，前面介绍的，使 CLE 有效，因为将要数据的是命令(此时是发送图示所示的读命令第二周期的 0x30) ，而不是地址。如果在其他某些场合，比如接下来的要输入地址的时候，就要使其有效，而使 CLE 无效了。
5)第五行，RE#，此时是高电平，无效。可以看到，直到后面第 6 阶段，才变成低电平，才有效，因为那时候，要发生读取命令，去读取数据。
6)第六行，就是我们重点要介绍的，复用的输入输出 I/O 端口了，此刻，还没有输入数据，接下来，在不同的阶段，会输入或输出不同的数据/地址。
7)第七行，R/B#,高电平，表示 R（Ready）/就绪，因为到了后面的第 5阶段，硬件内部，在第四阶段，接受了外界的读取命令后，把该页的数据一点点送到页寄存器中，这段时间，属于系统在忙着干活，属于忙的阶段，所以，R/B#才变成低，表示 Busy忙的状态的。 其他的时序的就类似的理解。
2. NAND Flash 中的坏块(Bad Block)
NAND Flash 中,一个块中含有 1 个或多个位是坏的,就称为其为坏块 Bad Block。坏块的稳定性是无法保证的,也就是说,不能保证你写入的数据是对的,或者写入对了,读出来也不一定对的。与此对应的正常的块,肯定是写入读出都是正常的。坏块有两种:
(1) 出厂时就有存在的坏块:
一种是出厂的时候,也就是,你买到的新的,还没用过的 NAND Flash,就可以包含了坏块。此类出厂时就有的坏块,被称作 factory (masked) bad block 或 initial bad/invalid block,在出厂之前,就会做对应的标记,标为坏块。
(2) 使用过程中产生的坏块:
第二类叫做在使用过程中产生的,由于使用过程时间长了,在擦块除的时候,出错了,说明此块坏了,也要在程序运行过程中,发现,并且标记成坏块的。具体标记的位置,和上面一样。这类块叫做 worn-out bad block。即用坏了的块。
2.1坏块的标记
具体标记的地方是,对于现在常见的页大小为2K的 NAND Flash,是块中第一个页的 oob 起始位置的第1个字节（旧的小页面,pagesize是512B至256B的 NAND Flash,坏块标记是第 6 个字节）。如果不是 0xFF, 就说明是坏块。相对应的是,所有正常的块,好的块,里面所有数据都是 0xFF 的。不过,对于现在新出的有些 Nand Flash,很多标记方式,有些变化,有的变成该坏块的第一个页或者第二个页,也有的是,倒数最后一个或倒数第二个页,用于标记坏块的。具体的信息,请参考对应的 Nand Flash 的数据手册,其中会有说明。对于坏块的标记,本质上,也只是对应的 flash 上的某些字节的数据是非 0xFF 而已,所以,只要是数据,就是可以读取和写入的。也就意味着,可以写入其他值,也就把这个坏块标记信息破坏了。对于出厂时的坏块,一般是不建议将标记好的信息擦除掉的。uboot 中有个命令是“nand scrub”就可以将块中所有的内容都擦除了,包括坏块标记,不论是出厂时的,还是后来使用过程中出现而新标记的。一般来说,不建议用这个。其实最好的做法是,用“nand erase”只擦除好的块,对于已经标记坏块的块,不要轻易擦除掉,否则就很难区分哪些是出厂时就坏的,哪些是后来使用过程中用坏的了。
2.2坏块的管理
对于坏块的管理,在Linux系统中,叫做坏块管理(BBM,Bad Block Management),对应的会有一个表去记录好块,坏块的信息,以及坏块是出厂就有的,还是后来使用产生的,这个表叫做坏块表(BBT,Bad Block Table) 。在 Linux 内核 MTD 架构下的Nand Flash驱动,和 Uboot 中 NAND Flash 驱动中,在加载完驱动之后,如果你没有加入参数主动要求跳过坏块扫描的话,那么都会去主动扫描坏块,建立必要的 BBT 的,以备后面坏块管理所使用。
前两个周期发送A0~A11，为列地址，即页内地址。A0-A10数据寻址。A11坏块标识寻址，即页内最后64Byte的地址。后三个周期发送A12~A28，为行地址，即页地址。但是程序中获取页地址是把地址addr右移11位，而不是12位。开始一直很困惑。经过一番探索之后才理解了其中缘由。首先需要了解NAND Flash页内地址的结构，它分为Main Field（2K）和Spare Field（64Byte）两部分，而我们的数据是存放在2K当中，普通的数据读写不对后面64Byte操作，使用A0~A10地址就可实现对2K数据存储区的寻址。下图为K9F2G08U0B页内结构：
函数nand_read_page_ll传递进来的addr地址没有包含对Sapre Field的寻址。所以只移11位，而不是移12位。NAND Flash读取数据是以页为单位，当NAND Flash接收到地址后，会把该页内addr&0x7F地址之后的数据依次输出包括Spare Field。在nand_read_page_ll函数里，列地址为0，读取此页所有数据。所以for循环读数据时，只读前2K的内容后就跳出循环。
