ARM開發(fā)步步深入之SDRAM編程示例
實驗目的:改變“點燈大法”的執(zhí)行地點,從NandFlash的Steppingstone轉到SDRAM中執(zhí)行,借此掌握存儲控制器的使用。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201612/341119.htm實 驗環(huán)境及說明:恒頤S3C2410開發(fā)板H2410。H2410核心板擴展有64MB的SDRAM,用于設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存儲系統(tǒng),并映射到S3C2410的 SROM/SDRAM的BANK6,地址范圍是0x30000000~0x33FFFFFF。
實 驗思路:開發(fā)板上電啟動后,自動將NandFlash開始的4K數(shù)據(jù)復制到SRAM中,然后跳轉到0地址開始執(zhí)行,然后初始化存儲控制器,把程序本身從 SRAM中復制到SDRAM中,最后跳轉到SDRAM中運行。故問題的關鍵是SDRAM的初始化,根據(jù)S3C2410的Datasheet,要使用 SDRAM,就需配置存儲控制器的13個寄存器。
知識掌握:SDRAM和13個存儲控制器的寄存器。
一、SDRAM:
CPU 提供了一組用于SDRAM的信號:SDRAM時鐘有效信號SCKE;SDRAM時鐘信號SCLK0/SCLK1;數(shù)據(jù)掩碼信號DQM0/DQM1 /DQM2/DQM3;SDRAM片選信號nGCS0(與nGCS6是同一引腳的兩個功能);SDRAM行地址選通脈沖信號nSRAS;SDRAM列地址 選通脈沖信號nSCAS;寫允許信號nWE(不是SDRAM專用的);
★SDRAM結構:SDRAM的內(nèi)部是一個存儲陣列,檢索時先指定一個行,再指定一個列,就可以準確地找到所需要的單元格,這就是SDRAM尋址的基本原理;單元格被稱為存儲單元,表格就是邏輯BANK,SDRAM一般含有4個邏輯BANK。
★SDRAM 的訪問:SDRAM片選信號nGCS0有效;邏輯BANK選擇;對選中的芯片進行統(tǒng)一的行/列尋址;CPU會從32位的地址中自動分出 邏輯BANK選擇信號、行地址信號、列地址信號,然后先后發(fā)出行地址信號、列地址信號,邏輯BANK選擇信號在發(fā)出行地址信號的同時發(fā)出,并維持到列地址 信號結束;找到了存儲單元后,被選中的芯片就要進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸了。
二、存儲控制器的寄存器:
★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BANK0~BANK7的位寬和狀態(tài)控制,每個BANK用4位來配置,分別是:
● ST(啟動/禁止SDRAM的數(shù)據(jù)掩碼引腳。對于SDRAM,此位置0;對于SRAM,此位置1)
● WS(是否使用存儲器的WAIT信號,通常置0為不使用)
● DW(兩位,設置位寬。此板子的SDRAM是32位,故將DW6設為10)
特 殊的是bit[2:1],即DW0,設置BANK0的位寬,由板上的跳線決定,只讀的。其實只需將BANK6對應的4位設為0010即可,在此處 BWSCON先設置為0x02000000。SDRAM接BANK6對應的[27:24]位,同時注意BANK0比較特殊,如下圖所示:
'700')this.width='700';if(this.offsetHeight>'700')this.height='700';" src="http://www.arm79.com/attachment/Mon_1005/73_67_39515ea9d909f2c.jpg" onclick="if(this.width>=700) window.open('http://www.arm79.com/attachment/Mon_1005/73_67_39515ea9d909f2c.jpg');" border="0" width="700">
'700')this.width='700';if(this.offsetHeight>'700')this.height='700';" src="http://www.arm79.com/attachment/Mon_1005/73_67_03cf877c1a65f25.jpg" onclick="if(this.width>=700) window.open('http://www.arm79.com/attachment/Mon_1005/73_67_03cf877c1a65f25.jpg');" border="0" width="700">
★BANKCON0~BANKCON7: 用來分別配置8個BANK的時序等參數(shù)。SDRAM是映射到BANK6和BANK7上的(內(nèi)存只能映射到這兩個BANK,具體映射多大的空間,可用 BANKSIZE寄存器設置),所以只需參照SDRAM芯片的Datasheet配置好BANK6和BANK7,BANKCON0~BANKCON5使用 默認值0x00000700即可。對于BANKCON6和BANKCON7中的各個位的描述:
●MT(bit[16:15]):設置本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的選擇而分開設置。本板子應置0b11,所以只需要再設置下面兩個參數(shù)
●Trcd(bit[3:2]):RAS to CAS delay(00=2 clocks,01=3 clocks,10=4 clocks),推2410手冊上的薦值是0b01。我們PC的BIOS里也可以調(diào)節(jié)的,應該玩過吧。
●SCAN(bit[1:0]):Column address number(00 = 8-bit,01 = 9-bit,10= 10-bit),SDRAM列地址位數(shù)。查閱K4S561632芯片手冊得知此值是9,所以SCAN=0b01。如果使用其他型號的SDRAM,您需要查 看它的數(shù)據(jù)手冊來決定SCAN的取值:00-8位、01-9位、10-10位。綜合以上各值,BANKCON6~BANKCON7設為 0x00018005。
★REFRESH(刷新控制寄存器):此寄存器的bit[23:11]可參考默認值,或自己根據(jù)經(jīng)驗修改,這里用 0x008e0000,關鍵是最后的Refresh Counter(簡稱R_CNT,bit[10:0])的設置,2410手冊上給出了公式計算方法。SDRAM手冊上“8192 refresh cycles/64ms”的描述,得到刷新周期為64ms/8192=7.8125us,結合公式,R_CNT=2^11 + 1 – 12 * 7.8125 = 1955。所以可得REFRESH=0x008e0000+1995=0x008e07a3。
●Trp([21:20]):設置為0即可。
●Tsrc([19:18]):設置默認值即可。
★BANKSIZE: 設置SDRAM的一些參數(shù)。位[7]=1:Enable burst operation(0=ARM核禁止突發(fā)傳輸,1=ARM核支持突發(fā)傳輸);位[5]=1:SDRAM power down mode enable(0=不使用SCKE信號令SDRAM進入省電模式,1=使用SCKE信號令SDRAM進入省電模式);位[4]=1:SCLK is active only during the access (recommended);位[2:1]=010:BANK6、BANK7對應的地址空間與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系。本開發(fā)板僅使用BANK6的64M空間,其中 BK76MAP(bit[2:0])配置BANK6/7映射的大小,可設置為010 = 128MB/128MB或001 = 64MB/64MB,只要比實際RAM大都行,多出來的空間程序會檢測出來,不會發(fā)生使用不存在的內(nèi)存的情況(Bootloader和Linux內(nèi)核都會 作內(nèi)存檢測)。BANKSIZE=0x000000b2。
★MRSRB6、MRSRB7(Mode register set register BANK6/7,SDRAM模式設置寄存器):可以修改的只有CL[6:4](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),開發(fā)板保守的值為0b11。
至此,13個存儲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,實現(xiàn)代碼復制到SDRAM中執(zhí)行的操作(注:同樣的程序速度要比片內(nèi)SRAM運行的慢)。
存儲控制器13個寄存器的設置值:
mem_cfg_val:
.long 0x02000000 @BWSCON;此處只用到BANK6對應的[27:24],其它位沒理會,想理論上應該可以?
.long 0x00000700 @BANKCON0;BANKCON0~BANKCON5沒用到,使用默認值0x00000700
.long 0x00000700 @BANKCON1
.long 0x00000700 @BANKCON2
.long 0x00000700 @BANKCON3
.long 0x00000700 @BANKCON4
.long 0x00000700 @BANKCON5
.long 0x00018005 @BANKCON6
.long 0x00018005 @BANKCON7
.long 0x008e07a3 @REFRESH
.long 0x000000b1 @BANKSIZE
.long 0x00000030 @MRSRB6
.long 0x00000030 @MRSRB7
匯編過程主要代碼:
.equ MEM_CTL_BASE, 0x48000000 @ 定義存儲控制器寄存器基址
.equ SDRAM_BASE, 0x30000000 @ 定義SDRAM起始地址
.text
.global _start
_start:
bl disable_watch_dog @ 去關門喂狗
bl mem_control_setup @ 去設置存儲控制器
bl copy_steppingstone_to_sdram @ 復制代碼到SDRAM中
ldr pc, =on_sdram @ 跳到SDRAM中繼續(xù)執(zhí)行
on_sdram:
ldr sp, =0x34000000 @ 設置堆棧,執(zhí)行C點燈代碼
bl main
halt_loop:
b halt_loop
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