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C
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C
#ifndef __GD5F2GQ5UE_H
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#define __GD5F2GQ5UE_H
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/*
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* 模块名称：GD5F2GQ5UE SPI NAND Flash 驱动
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* 模块功能：提供 GD5F2GQ5UE SPI NAND Flash 的初始化、读、写、擦除接口
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* 适用平台：STM32F407ZGT6 + SPI1 硬件 SPI
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* 作者：王建锋
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* 创建日期：2026-07-16
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* 修改记录：
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* 2026-07-16 王建锋 创建初始版本
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* 2026-07-17 王建锋 切换为硬件 SPI，修正擦除地址，参考 NuttX 驱动
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*/
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#ifdef __cplusplus
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extern "C" {
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#endif
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#include "main.h"
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/* ======================== 宏定义 ======================== */
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/* SPI 命令码 */
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#define GD5F_CMD_WRITE_ENABLE 0x06
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#define GD5F_CMD_WRITE_DISABLE 0x04
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#define GD5F_CMD_GET_FEATURE 0x0F
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#define GD5F_CMD_SET_FEATURE 0x1F
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#define GD5F_CMD_READ_ID 0x9F
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#define GD5F_CMD_PAGE_READ 0x13
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#define GD5F_CMD_READ_FROM_CACHE 0x0B
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#define GD5F_CMD_PROGRAM_LOAD 0x02
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#define GD5F_CMD_PROGRAM_EXEC 0x10
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#define GD5F_CMD_BLOCK_ERASE 0xD8
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#define GD5F_CMD_RESET 0xFF
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/* 寄存器地址 */
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#define GD5F_REG_PROTECT 0xA0
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#define GD5F_REG_FEATURE 0xB0
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#define GD5F_REG_STATUS 0xC0
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#define GD5F_REG_DRIVER 0xD0
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/* 状态位定义 */
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#define GD5F_STATUS_OIP (1 << 0)
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#define GD5F_STATUS_WEL (1 << 1)
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#define GD5F_STATUS_E_FAIL (1 << 2)
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#define GD5F_STATUS_P_FAIL (1 << 3)
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#define GD5F_STATUS_ECCS0 (1 << 4)
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#define GD5F_STATUS_ECCS1 (1 << 5)
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/* Feature 位定义 */
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#define GD5F_FEATURE_ECC_EN (1 << 4)
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#define GD5F_FEATURE_QE (1 << 0)
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/* 芯片参数 */
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#define GD5F_PAGE_SIZE 2048
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#define GD5F_SPARE_SIZE 64
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#define GD5F_TOTAL_PAGE_SIZE 2112
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#define GD5F_PAGES_PER_BLOCK 64
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#define GD5F_BLOCK_SIZE (GD5F_PAGES_PER_BLOCK * GD5F_PAGE_SIZE)
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#define GD5F_TOTAL_BLOCKS 2048
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#define GD5F_TOTAL_SIZE (GD5F_TOTAL_BLOCKS * GD5F_BLOCK_SIZE)
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/* 制造商 ID 和设备 ID */
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#define GD5F_MANUFACTURER_ID 0xC8
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#define GD5F_DEVICE_ID 0x52
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/* 返回值定义 */
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#define GD5F_OK 0
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#define GD5F_ERROR -1
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#define GD5F_BUSY_TIMEOUT -2
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#define GD5F_ECC_ERROR -3
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#define GD5F_PROGRAM_FAIL -4
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#define GD5F_ERASE_FAIL -5
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#define GD5F_ID_MISMATCH -6
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/* 控制引脚宏 */
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#define GD5F_CS_LOW() HAL_GPIO_WritePin(GD_CS_GPIO_Port, GD_CS_Pin, GPIO_PIN_RESET)
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#define GD5F_CS_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(GD_CS_GPIO_Port, GD_CS_Pin, GPIO_PIN_SET)
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#define GD5F_WP_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(GD_WP_GPIO_Port, GD_WP_Pin, GPIO_PIN_SET)
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#define GD5F_HOLD_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(GD_HOLD_GPIO_Port, GD_HOLD_Pin, GPIO_PIN_SET)
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/* ======================== 函数声明 ======================== */
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/*
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* 函数功能：初始化 GD5F2GQ5UE（读 ID + 使能 ECC + 解除块保护）
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* 入口参数：无
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* 返回值：0 - 成功，其他 - 错误码
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* 限定条件：SPI1 和相关 GPIO 已由 CubeMX 初始化完成
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* 函数说明：1. 发送复位命令并等待完成
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* 2. 读取芯片 ID 并校验
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* 3. 使能内部 ECC (B0h bit4)
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* 4. 解除所有块保护 (A0h = 0x00)
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*/
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int gd5f2gq5ue_init(void);
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/*
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* 函数功能：读取芯片 ID（MID + DID）
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* 入口参数：mid - 制造商 ID 输出指针 uint8_t* 不为 NULL
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* did - 设备 ID 输出指针 uint8_t* 不为 NULL
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* 返回值：0 - 成功
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* 限定条件：SPI 已初始化
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* 函数说明：发送 9Fh 命令后接收1个 dummy + MID + DID
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*/
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int gd5f2gq5ue_read_id(uint8_t *p_mid, uint8_t *p_did);
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/*
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* 函数功能：从 NAND 读取数据（支持跨页）
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* 入口参数：offset - 起始字节偏移 long 0 - GD5F_TOTAL_SIZE-1
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* buf - 数据缓冲区 uint8_t* 不为 NULL
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* size - 读取字节数 size_t > 0
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* 返回值：0 - 成功，其他 - 错误码
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* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
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||
* 函数说明：自动处理跨页读取，每次读取不超过当前页剩余空间
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*/
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int gd5f2gq5ue_read(long offset, uint8_t *buf, size_t size);
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/*
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* 函数功能：向 NAND 写入数据（支持跨页）
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||
* 入口参数：offset - 起始字节偏移 long 0 - GD5F_TOTAL_SIZE-1
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* buf - 数据缓冲区 uint8_t* 不为 NULL
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* size - 写入字节数 size_t > 0
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||
* 返回值：0 - 成功，其他 - 错误码
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用，目标区域已擦除
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||
* 函数说明：自动处理跨页写入，每次写入不超过当前页剩余空间
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*/
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int gd5f2gq5ue_write(long offset, const uint8_t *buf, size_t size);
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/*
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* 函数功能：擦除块（按块擦除，最小单位 128KB）
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* 入口参数：offset - 起始字节偏移 long 必须 GD5F_BLOCK_SIZE 对齐
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* size - 擦除字节数 size_t 必须 GD5F_BLOCK_SIZE 整数倍
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||
* 返回值：0 - 成功，其他 - 错误码
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
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||
* 函数说明：擦除操作以块为单位，offset 和 size 必须块对齐
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*/
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int gd5f2gq5ue_erase(long offset, size_t size);
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/*
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* 函数功能：复位芯片
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* 入口参数：无
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* 返回值：0 - 成功
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* 限定条件：SPI 已初始化
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* 函数说明：发送 FFh 复位命令后等待 5ms
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*/
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int gd5f2gq5ue_reset(void);
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/*
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* 函数功能：查询块是否坏块
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* 入口参数：block - 块编号 uint32_t 0 ~ GD5F_TOTAL_BLOCKS-1
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* 返回值：0 - 好块，1 - 坏块
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||
* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
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||
* 函数说明：通过 BBT（Bad Block Table）查询，BBT 在 init 阶段 ECC 使能前扫描构建
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*/
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int gd5f2gq5ue_is_block_bad(uint32_t block);
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/*
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||
* 函数功能：标记块为坏块
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||
* 入口参数：block - 块编号 uint32_t 0 ~ GD5F_TOTAL_BLOCKS-1
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||
* 返回值：无
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* 限定条件：gd5f2gq5ue_init() 已成功调用
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* 函数说明：更新 BBT，并尝试物理标记该块最后一页 spare byte 0 为 0x00
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*/
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void gd5f2gq5ue_mark_block_bad(uint32_t block);
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void gd5f2gq5ue_bbt_clear(void);
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void gd5f2gq5ue_bbt_rescan(void);
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void gd5f2gq5ue_print_bbt(void);
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/* ==================== SPI 原语（FTL 共享） ==================== */
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int gd5f_wait_busy(uint32_t timeout_ms);
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int gd5f_write_enable(void);
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int gd5f_read_status(uint8_t *p_status);
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int gd5f_page_read(uint32_t page_addr);
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int gd5f_read_from_cache(uint16_t column, uint8_t *p_buf, size_t size);
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int gd5f_program_load(uint16_t column, const uint8_t *p_buf, size_t size);
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||
int gd5f_program_exec(uint32_t page_addr);
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||
int gd5f_block_erase(uint32_t block_addr);
|
||
int gd5f_check_ecc(void);
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#ifdef __cplusplus
|
||
}
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||
#endif
|
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|
||
#endif /* __GD5F2GQ5UE_H */
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