存儲控制器及其訪問外設的原理

1. S3C2410/S3C2440地地址空間

S3C2410/S3C2440對外引出的27根地址線ADDR0~ADDR26的訪問范圍只有128MB，那么是如何達到1GB的空間的呢?CPU對外還引出了8根片選信號nGCS0~nGCS7，對應于BANK0~BANK7，當訪問BANKx的地址空間時，nGCSx引腳輸出低電平用來選中外接的設備。這樣，每個nGCSx對應128MB的地址空間，8個nGCSx信號總共就對應了1GB的地址空間。這8個BANK的地址空間如：http://weimenlove.blog.163.com/blog/static/17775473201101013847857/

S3C2410/S3C2440作為32位的CPU，可以使用的地址范圍理論上可達到4GB。除去上述用于連接外設的1GB的地址空間外，還有一部分是CPU內(nèi)部寄存器的地址，剩下的地址空間沒有使用。注意：這里的地址指的是物理地址。

2. 存儲控制器與外設的關(guān)系

所以要確定一個器件的地址，首先看它位于哪個Bank區(qū)，再看它連在Addr[26:0]地址線所確定的地址，將該區(qū)的起始值和它的地址線地址相加即得該器件的地址。

BANK0~BANK5的連接方式類似，BANK6連接SDRAM時復雜一點，CPU提供了一組用于SDRAM的信號。

1) SDRAM時鐘有效信號SCLK;

2) SDRAM時鐘信號SCLK0/SCLK1;

3) 數(shù)據(jù)掩碼信號DQM0/DQM1/DQM2/DQM3;

4) SDRAM片選信號nSCS0(它與nGCS6是同一引腳的兩個功能);

5) SDRAM行地址選通脈沖信號nSRAS;

6) SDRAM列地址選通脈沖信號nSCAS;

7) 寫允許信號nWE(它不是專用于SDRAM)。

SDRAM的內(nèi)部是一個存儲陣列，陣列就如同表格一樣，將數(shù)據(jù)“填”進去。和表格的檢索原理一樣，先指定一個行(Row)，再指定一個列(Column)，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。這個單元格被稱為存儲單元，這個表格(存儲陣列)就是邏輯Bank(Logic Bank，下文簡稱L-Bank)，SDRAM一般含有4個L-Bank。

可以想象，對SDRAM的訪問可以分為如下4個步驟：

1)CPU發(fā)出的片選信號nSCS0有效，它選中SDRAM芯片。

2)SDRAM中有4個L-Bank，需要兩根地址信號來選中其中一個，如圖中所示的是用ADD24、ADD25作為L-Bank的片選信號。

3)對被選中的芯片進行統(tǒng)一的行/列(存儲單元)尋址。

根據(jù)SDRAM芯片的列地址線數(shù)目設置CPU的相關(guān)寄存器后，CPU就會從32位的地址中自動分出L-Bank選擇信號、行址址信號、列地址信號，然后先后發(fā)出行地址信號、列地址信號。L-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(jié)束。

在圖中，行地址、列地址共用地址線ADD2~ADD14(BANK6的位寬為32，ADDR0/1沒有使用)，使用nSRAS、nSCAS兩個信號來區(qū)分它們。如上圖中，使用兩根地址線Addr24、Addr25作為L-Bank的選擇信號;HY57V561620使用13根行地址，9根列地址，所以當nSRAS信號有效時，ADDR2~ADDR14上發(fā)出的是行地址信號，它對應32位地址空間的bit[23:11];當nSCAS信號有效時，ADDR2~ADDR10上發(fā)出的是列地址信號，它對應32位地址空間的bit[10:2];由于Bank6以32位的寬度外接SDRAM，ADDR0、ADDR1恒為0，不參與譯碼。

又因為Bank6的起始地址為0x3000_0000，所以SDRAM的訪問地址為0x3000_0000~0x33ff_ffff，共64MB(2片*(4*Bank*2^22)*16bit)。