2440內存管理

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title: 2440內存管理
tags: ARM
date: 2018-10-17 19:08:49
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2440內存管理

特性

• 大/小端（通過軟件選擇）

• 地址空間：每個 Bank 有 128M 字節(總共 1G/8 個 Bank)

• 除了 BANK0（16/32 位）之外【引導ROM，其總線寬度由硬件接線決定，在第一個 ROM 訪問前決定 BANK0 的總線寬度】，其它全部 BANK 都可編程訪問寬度（8/16/32 位）

• 所有存儲器 Bank 的訪問周期可編程

• 外部等待擴展總線周期

• 支持 SDRAM 自刷新和掉電模式

• 總共 8 個存儲器 Bank

  • 6 個存儲器 Bank 為 ROM，SRAM 等
  • 其余 2 個存儲器 Bank 為 ROM，SRAM，SDRAM 等

• 7 個固定的存儲器 Bank 起始地址

• 1 個可變的存儲器 Bank 起始地址并 Bank 大小可編程

  • bank7,為了與bank6組成雙通道,所以其起始地址是bank6地址的尾地址，bank6=bank7大小

  

內存地址分配

工作方式

GPIO/門電路接口、協議類接口、內存類接口都屬于CPU的統一編址內存控制器根據不同的地址地址范圍，發出不同的片選引腳.比如當CPU發出的指令的地址范圍處于0x20000000 - 0x28000000，內存控制器就會使nGCS4處于低電平.

對于Nand Flash，在原理圖上它的地址線并沒有連接到CPU，因此它不參與CPU的統一編址。但它的數據線也接到了數據總線上，為了防止干擾，它也有一個片選信號(CE)。當CPU訪問Nand Flash時，Nand Flash控制器才會片選Nand Flash，讓其接收數據總線上的數據。

位寬與基址

位寬分為8/16/32,程序的最小存儲單位為1個字節也就是8位寬.假設地址信號為【An,An-1......A3,A2,A1,A0】

位寬（數據線）	地址線
8	【An,An-1......A3,A2,A1,A0】
16	【An,An-1......A3,A2,A1】
32	【An,An-1......A2】

所謂位寬，也就是一個存儲單元存儲了幾個位.比如32位的，也就是一次取值是4字，地址序列為[0,4,8,12]>[0b0000,0000>0b0000,0100>0b0000,1000>0b0000,1100],也就是低2位為0.

基址，也就是片選信號在哪里，基址就在哪里.

尋址范圍

尋址范圍與位寬無關，只與地址線有關.比如接了[A0,A2],那么就能尋址[0,1,4,5]也就是尋址[0--5].如果地址線是[A0--A20],尋址到[0----2^21]也就是2M

引腳描述

• nWE OUTPUT nWE (Write Enable) indicates that the current bus cycle is a write cycle.
• nOE OUTPUT nOE (Output Enable) indicates that the current bus cycle is a read cycle.
• nWAIT INPUT nWAIT requests to prolong a current bus cycle. As long as nWAIT is L, the
  current bus cycle cannot be completed.

內存接口的時序

NorFLASH

開發板使用的NORFLASH是MX29LV160DBTI，2M大小，接在nGCS0，所以基址是0.

Taa 地址信號Taa后數據有效70ns
Tce 片選信號后Tce后數據有效70ns
Toe 數據在Oe后Toe后有效30ns
Toh 數據保持時間0ns
Tdf 在Tdf內數據不穩定，也就是不允許訪問其他芯片，30ns一般不需要理會這個，因為再次訪問的時候，還需要時序前面的Taa等，等到穩定的時候，數據已經穩定了
Trc 讀周期時間，最小70ns，也就是速度性能 70ns

為了簡單把地址數據(Addresses)，片選信號(CE#)，讀信號(OE#)，同時發出，然后讓它們都等待70ns(等待信號有效)。對應S3C2440的Nor Flash控制器的讀時序圖，需要讓地址信號A[24:0]、片選信號nGCS、讀信號nOE同時發出，保持Tacc大于等于70ns。然后設置讀之后的那些時序tdf,toh為0[因為下一次使用會又有片選的70ns]

位寬設置

為什么上電就能使用NOR

這里的Tacc默認值是111最大值為14個時鐘，這也是為什么我們不用設置NORFLASH就能開機使用.上電的時候是使用晶振12M，也就是tacc=14*Hclk=1/12M*14=1166ns>70ns

設置寄存器

• BWSCON中Bank0不需要設置
• 將HCLK設置為100MHz，T=1000/100=10ns，Tacc需要大于等于70ns，因此設置Tacc等于101，8個clocks即可。
• BANKCONn其他位不需要設置，保持0，也就是說將地址、片選、地址同時發出，讀后不保持時間.

void bank0_tacc_set(int val)
{BANKCON0 = val << 8;//設置【10:8】
}

測試:燒錄到NOR啟動，實際測了一下使用5個周期都是可以的

SDRAM

內存知識補遺

SDRAM學習筆記（二）

• P-Bank, 物理位寬，要等同于CPU的數據總線寬度，也是北橋內存總線寬度，適用于SDRAM以及以前產品，在RDRAM中以通道代替
• SDRAM synchronous Dynamic Random Access Memory 同步動態隨機存儲器
• SIMM single In-line Memory moudle 單列內存模組
• DIMM double in-line Memory moudle 雙列內存模組
• SDRAM 芯片位寬 SDRAM芯片的數據總線
• 內存顆粒==內存芯片
• L-bank logic bank ,SDRAM芯片內部的bank，一般4個
• 內存芯片容量=行*列*L-bank*位寬
• 引腳
  • Dqn 數據總線
  • An 行列地址線
  • DQM 數據掩碼
  • CAS# 列選中
  • RAS# 行選中
  • CK 時鐘信號
  • CKE 時鐘有效
  • Ban L-bank線
  • WE# 寫有效

使用簡介

首先器件上電----對SDRAM進行初始化（因為內部有邏輯電路部分，狀態機部分）----對SDRAM進行200us的穩定期（參數INIT_PER）----預充電，對所有的L-Bank進行預充電（預充電時間間隔tRP）----8個預先刷新周期（手冊規定至少2個周期來刷新邏輯塊，在設計中一般直接給8個周期，參數REF_PER）----模式寄存器的配置（行選通周期參數tRCD，由于SDRAM內部結構導致更新存儲陣列需要時間---數據輸出延時時間tCL---突發長度BL設置） https://www.cnblogs.com/raymon-tec/p/5147217.html

初始化協商 MSR 模式寄存器

SDRAM 在上電的時候需要BIOS對其初始化設置MSR 模式，也就是協商一些參數,下圖是板載的模式字

• 操作模式
• CAS 潛伏期 列地址潛伏期，設置后發送列地址后cas周期后發送數據
• BT 突發傳輸模式
• BL 突發長度

尋址

[(允許同時)CS片選，L-bank選擇，行有效]列有效

數據讀

有個參數 CAS Latency，CAS 潛伏期=又被稱為讀取潛伏期（RL，Read Latency），這個在初始化時設定

數據寫

注意參數 twr 回寫時間

突發模式

連續讀取，只需要發送起始列地址，BL在協商的時候規定了

板載SDRAM

JZ2440連接的是EM63A165TS-6G,其規格是16M x 16 bit=32M,兩通道也就是64M

4M word x 16-bit x 4-bank,說明內部4個bank,位寬16

CLK
CKE         Clock Enable,時鐘使能
BA0,BA1     Bank Activate,Bank選擇
A0-A12      Address Inputs,Row(行)=A0-A12,column= A0-A8 with A10Duringa Precharge command, A10 is sampled to determine if all banks are to be precharged(A10 = HIGH). 
CS#         Chip Select
RAS#        Row Address Strobe:
CAS#        Column Address Strobe
WE#         Write Enable
LDQM,UDQM   Data Input/Output Mask 掩碼
DQ0-DQ15    Data I/O

地址計算

• 行=A0~A12,列=A0~A8,16位位寬,一個單元兩個字節,4個Bank,所以1個bank=2^13*2^9*2/1024/1024=8M,4個Bank=32M.

• 32位尋址,所以要忽略CPU2440的低兩位地址線[0,1]

• bank線如何確認?總共是雙通道,32位位寬,所以實際上選中一個bank其實是選中了兩個物理的Bank=16M=2^24,所以地址線在[24,25],或者也可以這么理解

  尋址64M，4個片選也就是64/4=16M,16M=2^(20+4),所以0->2^23=16M,其再高1位就是24線了

• BANK6的起始地址為0x30000000，所以SDRAM的訪問地址為0x30000000～低0x33FFFFFF，共64MB

程序設計

時序參數

板子只用到了Bank6的片選，BANK0--BANK5只需要設置BWSCON和BANKCONx(x為0～5）兩個寄存器；BANK6、BANK7外接SDRAM時，除BWSCON和BANKCONx（x為6、7）外，還要設置REFRESH、BANKSIZE、MRSRB6、MRSRB7等4個寄存器。

void sdram_init(void)
{BWSCON = 0x22000000;    //選擇sdram，32位寬BANKCON6 = 0x17001;     //時間參數BANKCON7 = 0x17001;REFRESH  = 0x8404f5;    //刷新周期BANKSIZE = 0xb1;        //size=64MMRSRB6   = 0x20;        //CASMRSRB7   = 0x20;
}//測試SDRAM地址
int sdram_test(void)
{volatile unsigned char *p = (volatile unsigned char *)0x30000000;int i;// write sdramfor (i = 0; i < 1000; i++)p[i] = 0x55;// read sdramfor (i = 0; i < 1000; i++)if (p[i] != 0x55)return -1;return 0;
}