2440内存管理

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

特性

大/小端（通过软件选择）
地址空间：每个 Bank 有 128M 字节(总共 1G/8 个 Bank)
除了 BANK0（16/32 位）之外【引导ROM，其总线宽度由硬件接线决定，在第一个 ROM 访问前决定 BANK0 的总线宽度】，其它全部 BANK 都可编程访问宽度（8/16/32 位）
所有存储器 Bank 的访问周期可编程
外部等待扩展总线周期
支持 SDRAM 自刷新和掉电模式
总共 8 个存储器 Bank
- 6 个存储器 Bank 为 ROM，SRAM 等
- 其余 2 个存储器 Bank 为 ROM，SRAM，SDRAM 等
7 个固定的存储器 Bank 起始地址
1 个可变的存储器 Bank 起始地址并 Bank 大小可编程
- bank7,为了与bank6组成双通道,所以其起始地址是bank6地址的尾地址，bank6=bank7大小

内存地址分配

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工作方式

GPIO/门电路接口、协议类接口、内存类接口都属于CPU的统一编址内存控制器根据不同的地址地址范围，发出不同的片选引脚.比如当CPU发出的指令的地址范围处于0x20000000 - 0x28000000，内存控制器就会使nGCS4处于低电平.

对于Nand Flash，在原理图上它的地址线并没有连接到CPU，因此它不参与CPU的统一编址。但它的数据线也接到了数据总线上，为了防止干扰，它也有一个片选信号(CE)。当CPU访问Nand Flash时，Nand Flash控制器才会片选Nand Flash，让其接收数据总线上的数据。

位宽与基址

位宽分为8/16/32,程序的最小存储单位为1个字节也就是8位宽.假设地址信号为【An,An-1......A3,A2,A1,A0】

位宽（数据线）	地址线
8	【An,An-1......A3,A2,A1,A0】
16	【An,An-1......A3,A2,A1】
32	【An,An-1......A2】

所谓位宽，也就是一个存储单元存储了几个位.比如32位的，也就是一次取值是4字，地址序列为[0,4,8,12]>[0b0000,0000>0b0000,0100>0b0000,1000>0b0000,1100],也就是低2位为0.

基址，也就是片选信号在哪里，基址就在哪里.

寻址范围

寻址范围与位宽无关，只与地址线有关.比如接了[A0,A2],那么就能寻址[0,1,4,5]也就是寻址[0--5].如果地址线是[A0--A20],寻址到[0----2^21]也就是2M

引脚描述

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.

内存接口的时序

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NorFLASH

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

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Taa 地址信号Taa后数据有效70ns
Tce 片选信号后Tce后数据有效70ns
Toe 数据在Oe后Toe后有效30ns
Toh 数据保持时间0ns
Tdf 在Tdf内数据不稳定，也就是不允许访问其他芯片，30ns一般不需要理会这个，因为再次访问的时候，还需要时序前面的Taa等，等到稳定的时候，数据已经稳定了
Trc 读周期时间，最小70ns，也就是速度性能 70ns

为了简单把地址数据(Addresses)，片选信号(CE#)，读信号(OE#)，同时发出，然后让它们都等待70ns(等待信号有效)。对应S3C2440的Nor Flash控制器的读时序图，需要让地址信号A[24:0]、片选信号nGCS、读信号nOE同时发出，保持Tacc大于等于70ns。然后设置读之后的那些时序tdf,toh为0[因为下一次使用会又有片选的70ns]

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位宽设置

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为什么上电就能使用NOR

这里的Tacc默认值是111最大值为14个时钟，这也是为什么我们不用设置NORFLASH就能开机使用.上电的时候是使用晶振12M，也就是tacc=14*Hclk=1/12M*14=1166ns>70ns

设置寄存器

BWSCON中Bank0不需要设置
将HCLK设置为100MHz，T=1000/100=10ns，Tacc需要大于等于70ns，因此设置Tacc等于101，8个clocks即可。
BANKCONn其他位不需要设置，保持0，也就是说将地址、片选、地址同时发出，读后不保持时间.

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

测试:烧录到NOR启动，实际测了一下使用5个周期都是可以的

SDRAM

内存知识补遗

SDRAM学习笔记（二）

P-Bank, 物理位宽，要等同于CPU的数据总线宽度，也是北桥内存总线宽度，适用于SDRAM以及以前产品，在RDRAM中以通道代替
SDRAM synchronous Dynamic Random Access Memory 同步动态随机存储器
SIMM single In-line Memory moudle 单列内存模组
DIMM double in-line Memory moudle 双列内存模组
SDRAM 芯片位宽 SDRAM芯片的数据总线
内存颗粒==内存芯片
L-bank logic bank ,SDRAM芯片内部的bank，一般4个
内存芯片容量=行*列*L-bank*位宽
引脚
- Dqn 数据总线
- An 行列地址线
- DQM 数据掩码
- CAS# 列选中
- RAS# 行选中
- CK 时钟信号
- CKE 时钟有效
- Ban L-bank线
- WE# 写有效

使用简介

首先器件上电----对SDRAM进行初始化（因为内部有逻辑电路部分，状态机部分）----对SDRAM进行200us的稳定期（参数INIT_PER）----预充电，对所有的L-Bank进行预充电（预充电时间间隔tRP）----8个预先刷新周期（手册规定至少2个周期来刷新逻辑块，在设计中一般直接给8个周期，参数REF_PER）----模式寄存器的配置（行选通周期参数tRCD，由于SDRAM内部结构导致更新存储阵列需要时间---数据输出延时时间tCL---突发长度BL设置） https://www.cnblogs.com/raymon-tec/p/5147217.html

初始化协商 MSR 模式寄存器

SDRAM 在上电的时候需要BIOS对其初始化设置MSR 模式，也就是协商一些参数,下图是板载的模式字

操作模式
CAS 潜伏期列地址潜伏期，设置后发送列地址后cas周期后发送数据
BT 突发传输模式
BL 突发长度

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寻址

[(允许同时)CS片选，L-bank选择，行有效]列有效

数据读

有个参数 CAS Latency，CAS 潜伏期=又被称为读取潜伏期（RL，Read Latency），这个在初始化时设定

数据写

注意参数 twr 回写时间

突发模式

连续读取，只需要发送起始列地址，BL在协商的时候规定了

板载SDRAM

JZ2440连接的是EM63A165TS-6G,其规格是16M x 16 bit=32M,两通道也就是64M

4M word x 16-bit x 4-bank,说明内部4个bank,位宽16

CLK
CKE         Clock Enable,时钟使能
BA0,BA1     Bank Activate,Bank选择
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 掩码
DQ0-DQ15    Data I/O

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地址计算

行=A0~A12,列=A0~A8,16位位宽,一个单元两个字节,4个Bank,所以1个bank=2^13*2^9*2/1024/1024=8M,4个Bank=32M.
32位寻址,所以要忽略CPU2440的低两位地址线[0,1]
bank线如何确认?总共是双通道,32位位宽,所以实际上选中一个bank其实是选中了两个物理的Bank=16M=2^24,所以地址线在[24,25],或者也可以这么理解
```
寻址64M，4个片选也就是64/4=16M,16M=2^(20+4),所以0->2^23=16M,其再高1位就是24线了
```
BANK6的起始地址为0x30000000，所以SDRAM的访问地址为0x30000000～低0x33FFFFFF，共64MB

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程序设计

时序参数

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板子只用到了Bank6的片选，BANK0--BANK5只需要设置BWSCON和BANKCONx(x为0～5）两个寄存器；BANK6、BANK7外接SDRAM时，除BWSCON和BANKCONx（x为6、7）外，还要设置REFRESH、BANKSIZE、MRSRB6、MRSRB7等4个寄存器。

void sdram_init(void)
{BWSCON = 0x22000000;    //选择sdram，32位宽BANKCON6 = 0x17001;     //时间参数BANKCON7 = 0x17001;REFRESH  = 0x8404f5;    //刷新周期BANKSIZE = 0xb1;        //size=64MMRSRB6   = 0x20;        //CASMRSRB7   = 0x20;
}//测试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;
}

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