外部存儲器接口

第六章外部存儲器接口(EMIF)6.1接口信號與控制寄存器EMIF(ExternalMemoryInterface)外部存儲器接口為DSP芯片與眾多外部設備之間提供一種連接方式，EMIF最常見的用途就是同時連接FLASH和SDRAM。EMIF性能優(yōu)良，跟外部SDRAM和異步器件連接時，具有很大的方便性和靈活性。根據(jù)DSP器件的不同，EMIF數(shù)據(jù)總線可以是32位、16位或8位。

6.1EMIF接口信號主要特點是：

系統(tǒng)需要為C67x提供一個外部時鐘。該外部時鐘由ECLKIN輸入后會產(chǎn)生EMIF接口的時鐘信號ECLKOUT。SBSRAM接口、SDRAM接口和異步接口的信號合并復用。由于不需要進行后臺刷新，系統(tǒng)中允許同時具有這3種類型的存儲器。CE1空間支持所有的3種存儲器接口。同步存儲器接口提供4字突發(fā)訪問模式。SDRAM接口更靈活，支持更廣泛的SDRAM配置。EMIF接口地址雖然C6000提供32位地址尋址能力，但是經(jīng)EMIF直接輸出的地址信號只有EA[21:2]。一般情況下，EA2信號對應邏輯地址A2，但這并不意味著DSP訪問外存時只能進行字(32bit)或雙字(64bit)的存取。實際上內(nèi)部32位地址的最低2～3位經(jīng)譯碼后由BEx輸出，是能夠控制字節(jié)訪問的。某些情況下，EA2還可能對應最低位邏輯地址A1或A0EMIF接口寬度與字節(jié)定位

C67x的EMIF可以訪問8/16/32位寬度的存儲器，支持little-endian和big-endian模式。最低位邏輯地址規(guī)定由EA管腳輸出，EMIF內(nèi)部會自動根據(jù)訪問數(shù)據(jù)的字長，將邏輯地址作移位調(diào)整輸出。EMIF控制寄存器EMIF接口由一組存儲器映射的寄存器進行控制與維護，包括配置各個空間的存儲器類型和設置讀寫時序等。GBLCTL寄存器完成對整個片外存儲空間的公共參數(shù)的設置，CExCTL寄存器分別控制相應存儲空間的存儲器類型和接口時序，另外3個SDRAM寄存器負責控制所有屬于SDRAM空間的存儲接口情況GBLCTL寄存器字段名稱取值符號常量說明HOLDHOLD輸入位0LOWHOLD輸入為低，外部器件請求EMIF總線1HIGHHOLD輸入為高，沒有外部總線請求HOLDAHOLDA輸出位0LOWHOLDA輸出為低，外部器件占用EMIF總線1HIGHHOLDA輸出為高，外部器件未占用EMIF總線NOHOLD外部NOHOLD使能位0DISABLE禁用NOHOLD，HOLDA輸出信號應答HOLD輸入的請求1ENABLE使能NOHOLD，忽略HOLD輸入的請求EKENECLKOUT輸出使能位0ECLKOUT輸出為低電平1ECLKOUT輸出時鐘信號(缺省)CLK1EN對C6713、C6712C、C6711C該位必須設置為0CLK2ENCLKOUT2輸出使能位0DISABLECLKOUT2輸出為高電平1ENABLECLKOUT2輸出時鐘信號CExCTL寄存器字段名稱取值符號常量說明(時間單位為時鐘周期數(shù))WRSETUP0-FhOF(value)寫操作建立時間，寫觸發(fā)之前地址、片選和字節(jié)使能信號的時鐘周期數(shù)WRSTRB0-3FhOF(value)寫操作觸發(fā)時間WRHLD0-3hOF(value)寫操作保持時間，寫觸發(fā)之后地址、片選和字節(jié)使能信號的時鐘周期數(shù)RDSETUP0-FhOF(value)讀操作建立時間，讀觸發(fā)之前地址、片選和字節(jié)使能信號的時鐘周期數(shù)TA0-3hOF(value)對外部CE空間兩次訪問的最小時間間距RDSTRB0-3FhOF(value)讀操作觸發(fā)時間MTYPE

0hASYNC88位異步接口1hASYNC1616位異步接口2hASYNC3232位異步接口3hSDRAM3232位SDRAM4hSBSRAM3232位SBSRAM8hSDRAM88位SDRAM9hSDRAM1616位SDRAMAhSBSRAM88位SBSRAMBhSBSRAM1616位SBSRAMRDHLD0-7OF(value)讀操作保持時間，讀觸發(fā)之后地址、片選和字節(jié)使能信號的時鐘周期數(shù)SDCTL寄存器字段名稱取值符號常量說明SDBSZSDRAM邏輯塊的數(shù)量02Banks1個邏輯塊選擇引腳(2個邏輯塊)14Banks2個邏輯塊選擇引腳(4個邏輯塊)SDRSZ0-3hSDRAM行數(shù)011ROW11個行地址引腳(每個邏輯塊2048行)1h12ROW12個行地址引腳(每個邏輯塊4096行)2h13ROW13個行地址引腳(每個邏輯塊8192行)SDCSZ0-3hSDRAM列數(shù)09COL9個列地址引腳(每行512單元)1h8COL8個列地址引腳(每行256單元)2h10COL10個列地址引腳(每行1024單元)RFEN刷新使能位，如果不使用SDRAM，確保RFEN=00DISABLE禁用SDRAM刷新1ENABLE使能SDRAM刷新INIT初始化位0NO不起作用1YES初始化SDRAMTRCD0-FhOF(value)設置SDRAM的tRCD值(單位為EMIF時鐘周期數(shù))，TRCD=tRCD/tcyc-1TRP0-FhOF(value)設置SDRAM的tRP值(單位為EMIF時鐘周期數(shù))，TRP=tRP/tcyc-1TRC0-FhOF(value)設置SDRAM的tRC值(單位為EMIF時鐘周期數(shù))，TRC=tRC/tcyc-1SDTIM寄存器字位名稱值使用說明XRFR0-3h控制SDRAM刷新次數(shù)01次刷新1h2次刷新2h3次刷新3h4次刷新CNTR0-FFFh當前刷新計數(shù)器的數(shù)值PERIOD0-FFFh設置刷新周期數(shù)SDEXT寄存器字位名稱值使用說明WR2RD0~1設置寫操作與讀操作之間最小的間隔時鐘周期WR2DEAC0~3h設置寫操作與DEAC/DCAB操作之間最小的間隔時鐘周期WR2WR0~1設置寫操作與寫操作之間最小的間隔時鐘周期R2WDQM0~3h設置中斷讀的寫操作中，BEx信號要保持的最小時間RD2WR0~7h設置讀操作與寫操作之間最小的間隔時鐘周期RD2DEAC0~3h設置讀操作與DEAC/DCAB操作之間最小的間隔時鐘周期RD2RD0~1設置同一CE空間上兩個讀操作之間最小的間隔時鐘周期THZP0~3h設置SDRAM的tHZP參數(shù)TWR0~3h設置SDRAM的tWR參數(shù)TRRD0~1設置SDRAM的tRRD參數(shù)TRAS0~7h設置SDRAM的tRAS參數(shù)TCL0~1設置SDRAM的tCAS參數(shù)設置0表示2個ECLKOUT周期；設置1表示3個ECLKOUT周期SRAM是StaticRandomAccessMemory的縮寫，中文含義為靜態(tài)隨機訪問存儲器，它是一種類型的半導體存儲器?！办o態(tài)”是指只要不掉電，存儲在SRAM中的數(shù)據(jù)就不會丟失。這一點與DRAM不同，DRAM需要進行周期性的刷新操作。同時，我們不應將SRAM與只讀存儲器(ROM)和FlashMemory相混淆，因為SRAM是一種易失性存儲器，它只有在電源保持連續(xù)供應的情況下才能夠保持數(shù)據(jù)?！半S機訪問”是指存儲器的內(nèi)容可以任意順序訪問，而不管前一次訪問的是哪一個位置。

DRAM是DynamicRAM的縮寫，中文含義為動態(tài)隨機存取存儲器，需要不斷的刷新，才能保存數(shù)據(jù)。而且是行列地址復用的，許多都有頁模式。SDRAM：SynchronousDRAM，即數(shù)據(jù)的讀寫需要時鐘來同步。一個是靜態(tài)的，一個是動態(tài)的，靜態(tài)的是用的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來保存信息，而動態(tài)的是用電子，要不時的刷新來保持。DRAM容量大，SRAM容量小6.2SDRAM接口設計SDRAM的結構接口信號與SDRAM配置對SDRAM的讀寫，需要依次分別給出行地址(row)和列地址(column)

SDRAM的控制EMIF所支持的SDRAM控制命令命令功能DCABDeactivate，關閉所有的存儲器，也稱為prechargeDEAC關閉單個存儲體ACTV激活所選的存儲體，并選擇存儲器的某一行READ輸入起始的列地址，開始讀操作WRT輸入起始的列地址，開始寫操作MRSModeRegisterSet，設置模式寄存器REFRRefresh，使用內(nèi)部地址自動進行周期性刷新SLFREFRSelf-refresh，自刷新模式ACTV命令ACTV命令的作用是激活存儲器中的相關頁，以盡量降低后續(xù)訪問的延遲。每次讀/寫SDRAM中新的一行之前，EMIF會自動發(fā)出ACTV命令。READ讀命令對SDRAM的突發(fā)訪問，讀取3個數(shù)據(jù)WRT寫命令對SDRAM寫3個數(shù)據(jù)

EMIF與SDRAM的接口時序由SDCTL、SDTIM和SDEXT寄存器控制，如何設置上述時間參數(shù)，需要用戶去查看具體SDRAM芯片的器件手冊接口時序的設計參數(shù)說明ECLKOUT時鐘周期數(shù)tRCREFR命令到ACTV、MRS或是下一個REFR命令之間的時間TRC+1tRCDACTV命令到READ或WRT命令之間的時間TRCD+1tRPDCAB/DEAC命令到ACTV、MRS、REFR命令之間的時間TRP+1tCLSDRAM的CAS延遲時間TCL+2tRASACTV命令到DCAB/DEAC命令之間的時間TRAS+1tRRDACTV塊A到ACTV塊B之間的時間TRRD+2tWRC6000最后一個輸出數(shù)據(jù)到DCAB/DEAC命令之間的時間TWR+1tHZPDCAB/DEAC命令到SDRAM輸出高阻之間的時間THZP+1接口時序的設計外部存儲器讀寫示例程序類型：匯編程序直接寄存器操作的C語言程序基于CSL的C語言程序基于DSP/BIOS的C語言程序SDRAM讀寫示例示例06016.3異步接口設計EMIF異步接口提供了4個控制信號，這4個控制信號可以通過不同的組合實現(xiàn)與不同類型異步器件的無縫接口(gluelessinterface)。EMIF異步讀時序建立時間：從存儲器訪問周期開始(片選、地址有效)到讀/寫選通有效之前觸發(fā)時間：讀/寫選通信號從有效到無效保持時間：從讀/寫信號無效到該訪問周期結束EMIF異步寫時序EMIF異步讀時序序號時序參數(shù)說明最小(ns)最大(ns)1tosu輸出建立時間RS*E-1.72toh輸出保持時間RH*E-1.73tsu建立時間6.54th保持時間15td延遲時間1.578tosu輸出建立時間WS*E-1.79toh輸出保持時間WH*E-1.710td延遲時間1.5711tosu輸出建立時間(WS-1)*E-1.7表中RS為讀建立時間，RST為讀觸發(fā)時間，RH為讀保持時間，WS為寫建立時間，WST為寫觸發(fā)時間，WH為寫保持時間，E為ECLKOUT周期參數(shù)說明W_SETUP/R_SETUP讀/寫建立時間寬度W_STROBE/R_STROBE讀/寫觸發(fā)時間寬度W_HOLD/R_HOLD讀寫保持時間寬度MTYPE異步器件數(shù)據(jù)總線寬度MTYPE=0時選擇8位總線MTYPE=1時選擇16位總線MTYPE=2時選擇32位總線配置ASIZE位確定了EM_A和EM_BA引腳的功能CE1CTL控制寄存器FLASH的讀時序參數(shù)描述速度等級(ns)70R8090120tRC讀循環(huán)時間708090120tACC地址到輸出延遲708090120tCE芯片使能到輸出延遲708090120tOE輸出使能到輸出延遲30303550tDF芯片使能到輸出高阻態(tài)25253030tDF輸出使能到輸出高阻態(tài)25253030tOEH輸出使能保持時間讀0觸發(fā)器和數(shù)據(jù)輪詢10tOH來自地址的輸出保持時間0FLASH的讀時序數(shù)據(jù)是在Strobe階段結束，ARE信號變高之前的時鐘上升沿處被DSP讀取，因此可以得出讀操作中CE1空間控制寄存器有關參數(shù)設定的3個限制條件，設EMIF時鐘頻率為100MHz，得時鐘周期E為10ns，則計算如下：Setup+Strobe≥(tacc(f)+tsu+tdmax)/E=(90+6.5+7)/10=10.3Setup+Strobe+Hold≥trc(f)/E=90/10=9Hold≥(th-toh(f))/E=(1-0)/10=0.1一般Setup可取1，這樣由第1個條件便可以得出Strobe的值為10；再由第2和第3個條件得到Hold的值為1。FLASH的寫時序FLASH的寫時序參數(shù)描述速度等級(ns)70R8090120tWC寫循環(huán)時間708090120tAS地址建立時間0tAH地址保持時間45454550tDS數(shù)據(jù)建立時間35354550tDH數(shù)據(jù)保持時間0tOES輸出使能建立時間0tGHWL在寫之前的讀恢復時間0tCSCE#建立時間0tCHCE#保持時間0tWP寫脈沖寬度35353550tWPH寫脈沖寬度(高電平)30tWHWH1程序操作字節(jié)9μs字11μstWHWH2扇區(qū)刪除操作0.7tVCSVCC建立時間50μstRBRY/BY的復位時間0tBUSY有效的程序/刪除到RY/BY復位90FLASH的寫時序?qū)τ趯懖僮?，Setup、Strobe和Hold這3個參數(shù)可以依照下面的條件來確定：Strobe≥twp(f)/E=35/10=3.5Setup＋Strobe≥twph(f)/E=30/10=3Setup+Strobe+Hold≥twc(f)/E=90/10=9Setup值和Hold值均取1，則Strobe的值為7因此得到CE1CTL控制寄存器各字段的值，MTYPE設為2對應32位異步接口。RDSETUP=1 WRSETUP=1RDSTRB=10 WRSTRB

=7RDHLD=1 WRHLD

=1泰克混合示波器MSO4104

TektronixCE1寫時序EMIF=50MHzCE1CTL=0x21228422

CE1寫時序EMIF=50MHzCE1CTL=0x21228422

命令順序第1寫周期第2寫周期第3寫周期第4寫周期第5寫周期第6寫周期地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)寫入字5555HAAH2AAAH55H5555HA0H寫入地址Data扇區(qū)擦除5555HAAH2AAAH55H5555H80H5555HAAH2AAAH55HSAX30H塊擦除5555HAAH2AAAH55H5555H80H5555HAAH2AAAH55HBAX

50H芯片擦除5555HAAH2AAAH55H5555H80H5555H