ARM開發(fā)步步深入之SDRAM編程示例

　　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)境及說明：恒頤S3C2410開發(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0x30000000~0x33FFFFFF。

　　實(shí) 驗(yàn)思路：開發(fā)板上電啟動(dòng)后，自動(dòng)將NandFlash開始的4K數(shù)據(jù)復(fù)制到SRAM中，然后跳轉(zhuǎn)到0地址開始執(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);SDRAM行地址選通脈沖信號(hào)nSRAS;SDRAM列地址 選通脈沖信號(hào)nSCAS;寫允許信號(hào)nWE(不是SDRAM專用的);

　　★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：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)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BANK0~BANK7的位寬和狀態(tài)控制，每個(gè)BANK用4位來配置，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bit[2:1]，即DW0，設(shè)置BANK0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：

　　'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(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，BANKCON0~BANKCON5使用 默認(rèn)值0x00000700即可。對(duì)于BANKCON6和BANKCON7中的各個(gè)位的描述：

　　●MT(bit[16:15])：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(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(yīng)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(hào)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(shè)為 0x00018005。

　　★REFRESH(刷新控制寄存器)：此寄存器的bit[23:11]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(簡稱R_CNT，bit[10:0])的設(shè)置，2410手冊上給出了公式計(jì)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(jié)合公式，R_CNT=2^11 + 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(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(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 (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(shè)置為010 = 128MB/128MB或001 = 64MB/64MB，只要比實(shí)際RAM大都行,多出來的空間程序會(huì)檢測出來，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)。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(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]，其它位沒理會(huì)，想理論上應(yīng)該可以?

　　.long 0x00000700 @BANKCON0;BANKCON0~BANKCON5沒用到，使用默認(rèn)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(chǔ)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(guān)門喂狗

　　bl mem_control_setup @ 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 @ 跳到SDRAM中繼續(xù)執(zhí)行

　　on_sdram:

　　ldr sp, =0x34000000 @ 設(shè)置堆棧，執(zhí)行C點(diǎn)燈代碼

　　bl main

　　halt_loop:

　　b halt_loop