ARM開(kāi)發(fā)步步深入之SDRAM編程示例

1、ARM開(kāi)發(fā)步步深入之SDRAM編程示例作者：373061200（CrazyARM）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模焊淖儭包c(diǎn)燈大法”的執(zhí)行地點(diǎn)，從NandFlash的Steppingstone轉(zhuǎn)到SDRAM中執(zhí)行，借此掌握存儲(chǔ)控制器的使用。實(shí)驗(yàn)環(huán)境及說(shuō)明：恒頤S3C2410開(kāi)發(fā)板H2410。H2410核心板擴(kuò)展有64MB的SDRAM，用于設(shè)置程序堆棧和存放各種變量。SDRAM選用了兩片三星公司的K4S561632(4M*16bit*4BANK，兩片拼成32位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)，并映射到S3C2410的SROM/SDRAM的BANK6，地址范圍是0x300000000x33FFFFFF。實(shí)驗(yàn)思路：開(kāi)發(fā)板上電啟

2、動(dòng)后，自動(dòng)將NandFlash開(kāi)始的4K數(shù)據(jù)復(fù)制到SRAM中，然后跳轉(zhuǎn)到0地址開(kāi)始執(zhí)行，然后初始化存儲(chǔ)控制器，把程序本身從SRAM中復(fù)制到SDRAM中，最后跳轉(zhuǎn)到SDRAM中運(yùn)行。故問(wèn)題的關(guān)鍵是SDRAM的初始化，根據(jù)S3C2410的Datasheet，要使用SDRAM，就需配置存儲(chǔ)控制器的13個(gè)寄存器。知識(shí)掌握：SDRAM和13個(gè)存儲(chǔ)控制器的寄存器。一、SDRAM：CPU提供了一組用于SDRAM的信號(hào)：SDRAM時(shí)鐘有效信號(hào)SCKE；SDRAM時(shí)鐘信號(hào)SCLK0/SCLK1；數(shù)據(jù)掩碼信號(hào)DQM0/DQM1/DQM2/DQM3；SDRAM片選信號(hào)nGCS0(與nGCS6是同一引腳的兩個(gè)功能；S

3、DRAM行地址選通脈沖信號(hào)nSRAS；SDRAM列地址選通脈沖信號(hào)nSCAS；寫(xiě)允許信號(hào)nWE(不是SDRAM專(zhuān)用的；SDRAM結(jié)構(gòu)：SDRAM的內(nèi)部是一個(gè)存儲(chǔ)陣列，檢索時(shí)先指定一個(gè)行，再指定一個(gè)列，就可以準(zhǔn)確地找到所需要的單元格，這就是SDRAM尋址的基本原理；單元格被稱(chēng)為存儲(chǔ)單元，表格就是邏輯BANK，SDRAM一般含有4個(gè)邏輯BANK。SDRAM的訪問(wèn)：SDRAM片選信號(hào)nGCS0有效；邏輯BANK選擇；對(duì)選中的芯片進(jìn)行統(tǒng)一的行/列尋址；CPU會(huì)從32位的地址中自動(dòng)分出 邏輯BANK選擇信號(hào)、行地址信號(hào)、列地址信號(hào)，然后先后發(fā)出行地址信號(hào)、列地址信號(hào)，邏輯BANK選擇信號(hào)在發(fā)出行地址信號(hào)

4、的同時(shí)發(fā)出，并維持到列地址信號(hào)結(jié)束；找到了存儲(chǔ)單元后，被選中的芯片就要進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸了。二、存儲(chǔ)控制器的寄存器：BWSCON(Bus width & wait status control register，總線位寬和等待狀態(tài)控制寄存器:此寄存器用于配置BANK0BANK7的位寬和狀態(tài)控制，每個(gè)BANK用4位來(lái)配置，分別是： ST(啟動(dòng)/禁止SDRAM的數(shù)據(jù)掩碼引腳。對(duì)于SDRAM，此位置0；對(duì)于SRAM，此位置1 WS(是否使用存儲(chǔ)器的WAIT信號(hào)，通常置0為不使用 DW(兩位，設(shè)置位寬。此板子的SDRAM是32位，故將DW6設(shè)為10特殊的是bit2:1，即DW0，設(shè)置BANK0

5、的位寬，由板上的跳線決定，只讀的。其實(shí)只需將BANK6對(duì)應(yīng)的4位設(shè)為0010即可，在此處BWSCON先設(shè)置為0x02000000。SDRAM接BANK6對(duì)應(yīng)的27:24位，同時(shí)注意BANK0比較特殊，如下圖所示：  BANKCON0BANKCON7：用來(lái)分別配置8個(gè)BANK的時(shí)序等參數(shù)。SDRAM是映射到BANK6和BANK7上的(內(nèi)存只能映射到這兩個(gè)BANK，具體映射多大的空間，可用BANKSIZE寄存器設(shè)置，所以只需參照SDRAM芯片的Datasheet配置好BANK6和BANK7，BANKCON0BANKCON5使用默認(rèn)值0x00000700即可。對(duì)于BANKCON6

6、和BANKCON7中的各個(gè)位的描述：MT(bit16:15：設(shè)置本BANK映射的物理內(nèi)存是SRAM還是SDRAM，后面的低位就根據(jù)此MT的選擇而分開(kāi)設(shè)置。本板子應(yīng)置0b11，所以只需要再設(shè)置下面兩個(gè)參數(shù)Trcd(bit3:2：RAS to CAS delay(00=2 clocks,01=3 clocks,10=4 clocks，推2410手冊(cè)上的薦值是0b01。我們PC的BIOS里也可以調(diào)節(jié)的，應(yīng)該玩過(guò)吧。SCAN(bit1:0：Column address number(00 = 8-bit，01 = 9-bit，10= 10-bit，SDRAM列地址位數(shù)。查閱K4S561632芯片手冊(cè)得

7、知此值是9，所以SCAN=0b01。如果使用其他型號(hào)的SDRAM，您需要查看它的數(shù)據(jù)手冊(cè)來(lái)決定SCAN的取值：00-8位、01-9位、10-10位。綜合以上各值，BANKCON6BANKCON7設(shè)為0x00018005。REFRESH(刷新控制寄存器：此寄存器的bit23:11可參考默認(rèn)值，或自己根據(jù)經(jīng)驗(yàn)修改，這里用0x008e0000，關(guān)鍵是最后的Refresh Counter(簡(jiǎn)稱(chēng)R_CNT，bit10:0的設(shè)置，2410手冊(cè)上給出了公式計(jì)算方法。SDRAM手冊(cè)上“8192 refresh cycles/64ms”的描述，得到刷新周期為64ms/8192=7.8125us，結(jié)合公式，R_C

8、NT=211 + 1 12 * 7.8125 = 1955。所以可得REFRESH=0x008e0000+1995=0x008e07a3。Trp(21:20：設(shè)置為0即可。Tsrc(19：18：設(shè)置默認(rèn)值即可。BANKSIZE：設(shè)置SDRAM的一些參數(shù)。位7=1：Enable burst operation(0ARM核禁止突發(fā)傳輸，1ARM核支持突發(fā)傳輸；位5=1：SDRAM power down mode enable(0不使用SCKE信號(hào)令SDRAM進(jìn)入省電模式，1使用SCKE信號(hào)令SDRAM進(jìn)入省電模式；位4=1：SCLK is active only during the access

9、 (recommended；位2:1=010：BANK6、BANK7對(duì)應(yīng)的地址空間與BANK0-5不同。BANK0-5的地址空間都是固定的128M，地址范圍是(x*128M到(x+1*128M-1，x表示0到5。但是BANK6-7的起始地址是可變的，您可以從S3C2410數(shù)據(jù)手冊(cè)第5章"Table 5-1. BANK6-7 Addresses"中了解到BANK6-7的地址范圍與地址空間的關(guān)系。本開(kāi)發(fā)板僅使用BANK6的64M空間，其中BK76MAP(bit2:0配置BANK6/7映射的大小，可設(shè)置為010 = 128MB/128MB或001 = 64MB/64MB，只要比實(shí)

10、際RAM大都行,多出來(lái)的空間程序會(huì)檢測(cè)出來(lái)，不會(huì)發(fā)生使用不存在的內(nèi)存的情況(Bootloader和Linux內(nèi)核都會(huì)作內(nèi)存檢測(cè)。BANKSIZE=0x000000b2。MRSRB6、MRSRB7(Mode register set register BANK6/7，SDRAM模式設(shè)置寄存器：可以修改的只有CL6:4(CAS latency，000 = 1 clock, 010 = 2 clocks, 011=3 clocks，其他的全部是固定的(fixed，故值為0x00000030。SDRAM 不支持CL=1的情況，所以位6:4取值為010(CL=2或011(CL=3，開(kāi)發(fā)板保守的值為0b1

11、1。至此，13個(gè)存儲(chǔ)控制器的寄存器全部介紹完了，下面就可以配置各寄存器的值，完成SDRAM初始化，實(shí)現(xiàn)代碼復(fù)制到SDRAM中執(zhí)行的操作(注：同樣的程序速度要比片內(nèi)SRAM運(yùn)行的慢。存儲(chǔ)控制器13個(gè)寄存器的設(shè)置值：mem_cfg_val:             .long 0x02000000    BWSCON；此處只用到BANK6對(duì)應(yīng)的27:24，其它位沒(méi)理會(huì)，想理論上應(yīng)該可以？    

12、60;        .long 0x00000700    BANKCON0；BANKCON0BANKCON5沒(méi)用到，使用默認(rèn)值0x00000700             .long 0x00000700    BANKCON1        &

13、#160;    .long 0x00000700    BANKCON2             .long 0x00000700    BANKCON3             .long 0x00000700   

14、 BANKCON4             .long 0x00000700    BANKCON5             .long 0x00018005    BANKCON6       &#

15、160;     .long 0x00018005    BANKCON7             .long 0x008e07a3    REFRESH             .long 0x000000b1  &#

16、160; BANKSIZE             .long 0x00000030    MRSRB6             .long 0x00000030    MRSRB7匯編過(guò)程主要代碼：.equ     &

17、#160;  MEM_CTL_BASE,       0x48000000         定義存儲(chǔ)控制器寄存器基址.equ        SDRAM_BASE,         0x30000000      

18、0;    定義SDRAM起始地址.text.global _start_start:    bl  disable_watch_dog                               &

19、#160;         去關(guān)門(mén)喂狗    bl  mem_control_setup                               

20、          去設(shè)置存儲(chǔ)控制器    bl  copy_steppingstone_to_sdram                     復(fù)制代碼到SDRAM中    ldr pc, =on_sdram         &#