一、SDRAM的简介

1、SDRAM的含义

SDRAM是Syncronized Dynamic Ramdam Access Memory的缩写，中文意思是“同步动态随机存储器”。我们常说的DDR，严格来说应该叫DDR SDRAM，它是SDRAM的升级版。

2、SDRAM的特点

（1）容量大、价格低、掉电易失性、随机读写、总线式访问（SDRAM通过地址总线和数据总线接口与SoC通信）。

（2）SDRAM 属于动态内存，需要初始化才能使用；而静态内存 SRAM开机上电后就可以直接运行，不需要初始化。P.s.NorFlash和NandFlash类似于SRAM和SDRAM的区别。

3、SDRAM的数据手册

SDRAM在系统中属于SoC外接设备，即外部外设。随着半导体技术发展，很多东西都逐渐集成到SoC内部，但仍在外部的有Flash、SDRAM、网卡芯片、音频编码模块等等。现在有一些高集成度的芯片也试图把这几个集成进去，做成真正的单芯片解决方案。

SDRAM很标准化，做SDRAM的厂商并不多，比较著名的公司有三星与金士顿。

三星官方的数据手册（指用户手册）没有芯片相关的参数设置信息，都是芯片选型与外观封装方面的信息。其中选型是给产品经理来看的，封装和电压等信息是给硬件工程师看的。我们软件工程师最关注的是工作参数信息，但是数据手册没有。

开发板原理图上使用的SDRAM是K4T1G164QQ。其中K表示三星产品，4表示是DRAM，T表示产品号码，1G表示容量（这里是指1Gb，也就是128MB。X210开发板一共用了4片相同的内存，所以总容量是512MB），16表示单芯片是16位宽的，4表示是4bank。

二、S5PV210的SDRAM介绍

1、原理图中SDRAM的相关部分

（1）X210核心板原理图

由X210核心板原理图可知，S5PV210共有2个内存端口，即DRAM0（对应原理图的内存port1）和DRAM1（对应原理图的内存port2）。

（2）X210开发板的内存地址范围

X210开发板最多支持1.5GB的内存。

DRAM0的内存地址范围：0x20000000～0x3FFFFFFF（512MB），对应引脚是Xm1xxxx。

DRAM1的内存地址范围：0x40000000～0x7FFFFFFF（1GB），对应引脚是Xm2xxxx。

实际开发板不需要这么大，比如X210开发板只有512MB内存，在DRAM0端口分布256MB，在DRAM1端口分布256MB。即X210开发板内存的合法地址是0x20000000～0x2FFFFFFF、0x40000000～0x4FFFFFFF。当DDR初始化完成之后，这些地址都可以使用；如果不慎使用不合法地址比0x30004000，则死路一条。

这些地址是可以重新设置的，见博客移植三星官方的uboot到x210开发板的第4部分。

（3）每个DDR端口都由3类总线构成

每个DDR端口都由3类总线构成，即地址总线、控制总线、数据总线。

地址总线是指Xmn_ADDR0~XMnADDR13这14根地址总线。

数据总线是指Xmn_DATA0~XMnDATA31这32根数据线，这说明我们用的是32位的内存。

（4）4片内存芯片

从原理图可以看出整个SDRAM，由4片16位内存芯片组成，每片内存芯片128MB，其中有两片内存芯片并联成32位内存，共256MB内存连接在DMC0，另两个内存芯片也并联成32位内存，共256MB连接在DMC1。

2、数据手册中SDRAM相关部分

下图来自数据手册《NT5TU64M16GG-DDR2-1G-G-R18-Consumer》第10页。

这个框图是128Mb×8结构的，8指的是8bank，每bank128Mbit（16MB），则共128MB。

每个bank内部通过row address（14位）* column address（10位）的方式来综合寻址，则寻址的范围是：2的14次方*2的10次方 = 2的24次方，对应16MB（128Mbit）内存。

210的DDR端口信号中有BA0～BA2，接在内存芯片的BA0～BA2上，这些引脚就是用来选择bank的。

三、汇编初始化SDRAM代码详解

1、SDRAM初始化代码

SDRAM的初始化工作，是由汇编函数sdram_asm_init完成的，它在sdram_init.S文件。

该文件是参考九鼎官方的uboot与九鼎裸机教程中对DDR的初始化内容写的。

注意汇编函数的最后，需要使用返回指令“ mov pc, lr ”。

2、27步初始化DDR

DDR的初始化，与SoC中的DDR控制器有关，也与具体的DDR芯片有关，也与开发板设计时DDR的连接方式有关。

X210开发板的内存连接方式是在DRAM0上连接256MB，在DRAM1上连接了256MB，因此初始化DRAM时分为2部分，第一部分初始化DRAM0，第二部分初始化DRAM1。

S5PV210的DDR初始化步骤，在用户数据手册第599页，可见初始化DDR共需27个步骤。

3、设置IO端口驱动强度

DDR芯片和S5PV210芯片是通过一些引脚连接的。DDR芯片工作时需要一定的驱动信号，这个驱动信号需要一定的电平水平才能抗干扰，所以需要设置这些引脚的驱动能力，使DDR正常工作。DRAM控制器对应的引脚设置为驱动强度2X。

4、DRAM port 时钟设置

代码的第128行到154行，对应27步中的第2到第4步。

主要是开启DLL（目的是为了倍频，因为内存的读取时钟由SoC提供，但频率太低，而内存的读写是很快的），然后等待锁存。

5、DMC0_MEMCONTROL

burst length=4，1chip，……对应值是0x00202400。

6、DMC0_MEMCONFIG_0 \ DMC0_MEMCONFIG_1

它们分别是DRAM0通道中memory chip0、memory chip1的参数设置寄存器。

三星设置DRAM0通道，允许接2片256MB的内存，分别叫memory chip0和memory chip1，分别用这两个寄存器来设置它的参数。按照三星的设计，chip0的地址应该是0x20000000到0x2FFFFFFF，然后chip1的地址应该是0x30000000~0x3FFFFFFF。但是X210开发板实际在DRAM0端口只接了256MB的内存，所以只用了chip0，没有使用chip1。按照这个推论，DMC0_MEMCONFIG_0有用，而DMC0_MEMCONFIG_1无用，所以可以直接给它默认值。

7、DMC_DIRECTCMD

这个寄存器是一个命令寄存器，210通过向这个寄存器写值来向DDR芯片发送命令，这些命令应该都是用来配置DDR芯片工作参数。

总结

DDR配置比较复杂与细致，需要按照DDR控制器的时序要求来做，其中很多参数要结合DDR芯片本身的参数来定，还有些参数是时序参数，要去详细计算。我们对DDR初始化的态度就是学会这种思路和方法，结合文档和代码能看懂，会算一些常见的参数即可。