ARM裸机程序之存储管理器控制SDRAM
来源:互联网 发布:怎么做淘宝客链接 编辑:程序博客网 时间:2024/05/21 17:18
http://blog.csdn.net/u011449588/article/details/45021409
本文讲的是s3c2440A芯片的存储管理器,配套的开发板是友善之臂mini2440,首先贴出代码
head.s的代码:
led_key.c的代码:
Makefile:
首先看Makefile,注意到Makefile的第4行,要求把代码段放在0x3000000处,解释如上。至于其他的内容和上一篇博客的Makefile没什么不同,Makefile就分析到此。
我们先从开发板的硬件原理图开始说起,因为是开发板的原理图是最基本直观的东西了,by the way,我用的开发板是mini2440,所以查看的是mini2440原理图,先上张图先:
卧槽,你TMD给我上张这个图片,先别着急,我是想让你看看着块芯片有多少根地址总线和数据总线,正因为这张图片长得是比较丑,所以我尽量把它讲的生动,美化它,最终让你爱上它。首先我们来明确两个概念,什么是地址总线,什么是数据总线,顾名思义,地址总线是CPU发送一个地址,地址总线决定了CPU所能访问的最大内存空间,这个CPU是中的地址总线是ADDR0~ADDR26,总用27条地址总线吧,所以s3c2440A最大访问的内存地址为2^27=128M,但是如果想让这个CPU实现最大能访问的内存空间达到1GB的空间怎么办呢,cpu还引出8根片选信号nGCS0~nGCS7,所以总的寻址空间就达到1GB了,虽然你在上面这张图看不出来有多少个片选信号,你可以在原理图上搜索一下即可。其实在这里,我就可以引出一张s3c2440 Memery Controller的地址空间分布图了,在上图之前,我讲一句话解释数据总线到底怎么回事:就是决定CPU每次传送数据的大小,这里有DARA0~DATA31,,,每次发送32位的数据,每次发送32位数据,其实就可以引出SDRAM的原理图了,暂且不说,先看Memery Controller的地址空间分布图:
看到这么一张大图,先别慌,我比你更慌,不知道怎么解释,先验证一下上面说的那段话,总共8个片选信号,为了满足1GB的地址空间的寻址,其实在这里每个片选对应一个bank,nGCS0对应的是Bank0,nGCS7对应Bank7,依次类推,只要选择了一个片选信号,例如我这里假设悬着nGCS6的片选信号,CPU的27根地址总线就能对0x30000000~0x38000000之间的地址进行寻址了,不过这里还要注意,并不是每个之间的每个地址都能进行存储数据,寻址什么的,因为s3c2440的每个Bank其实都是外接设备的,例如Bank0外接NorFlash,Bank4外接网卡DM9000,Bank6和Bank7外接SDRAM等,至于其他的我们暂时不用管,还可以涉及到芯片的2中启动方式我这里就不介绍了。这里Bank6和Bank7都外接SDRAM是怎么回事呢,这里就和上面的数据总线联系在一起了,因为开发板外接了两块SDRAM,每个SDRAM有16根数据总线,为了和cup的数据总线的宽度保持一致,所以要接两块SDRAM,SDRAM的原理图请看下图:
要知道SDRAM的工作原理,首先看看下面几个问题,下面是我其他博客上看到的:
(1) 地址线为什么从A2开始?
因为2440数据宽度为32位,按4字节对齐,即地址只会是0x...0,0x...4,0x..C,0x...E,每次地址增加都是四个字节,所以A0和A1没什么用。
(2) SDRM BANK 选择输入BA0/BA1为什么连接的是A24,A25
因为系统内存容量为64M,32bit,由两片64M 16bit的SDRM组成。表示64M的空间需要26根线,所以地址最高两位为A25和A24。
(3) 64M需要26根线,为什么实际只用到了A2~A14,A24,A25?
理论上应该将A2~A25直接连接到SDRAM来寻址64M(之所以不是A0~A25,是因为每次访问的是32bit),而实际上只把A2~A14这13根线连接到SDRAM的A0~A12,这是因为SDRAM访问时地址是分两次给的,即行地址和列地址,不需要一次输入,行地址和列地址复用了A2~A14这13根线,这个SDRAM理论上可寻址的最大范围为2^13 * 2^13。
(4)为什么板子上SDRAM的空间为0x30000000 ~ 0x34000000
根据2440 SPEC,SDRAM只能放在BANK6 或 BANK7 (nGCS6或nGCS7),起始地址分别为0x30000000和0x38000000,一个BANK的大小为128M,现在选择BANK放SDRAM,而SDRAM的容量为64M(0x4000000),所以SDRAM的范围就是0x30000000~0x34000000,为什么是0x3....呢?因为你把nGCS6片选接到SDRAM芯片上了;当然后你也可以接nGCS7,不过地址就要变了,[A29,A28,A27]=3,即从0x38000000开始.
看了上述的问题与回答,应该能大致理解SDRAM的工作原理吧。
最后我分析一下,Memery Controller的13个寄存器:
1.BWSCON寄存器:中文名字叫做位宽和等待控制器。
STx位:启动或禁止SDRAM的数据掩码引脚,对于SDRAM,此位为0,对于SRAM,此位为1;
WSx:是否使用存储器的WAIT信号,通常设置为0.
DWx:用来设置相应的Bank数据总线的位宽。
所以这里设置BWSCON寄存器的设置的值为0x22011110,bank7和bank6的位宽都为32位,其他的为16位,因外接的外设不同。还要注意一点的是Bank0,没有WS0和DW0
2.BANKCON0和BANKCON1,BANKCON2,BANKCON3,BANKCON4,BANKCON5属于同一类,用于设置外接设备的访问时序,具体要看芯片手册上的时序图,这里默认设置为0x0700即可。
3.BANKCON6和BANKCON7寄存器:因为Bank6和Bank7可以接SDRAM,还可以接SRAM,SROM等等,所以在这个寄存器里相应的位要指明接的是什么,可以根据MT([16:15])来控制,还有就是想BANKCON1等寄存器一样要设置时序了。这里根据芯片手册,设置为0x00018005即可。
4.REFRESH寄存器:中文名叫做刷新控制寄存器,可以设置SDRAM的刷新功能,要不要使能,刷新模式,刷新周期等等,这里可以设置0x008c007a3,具体对照芯片手册。
5.BANKSIZE寄存器:记住一点就是当多个SDRAM一起工作的时候,设置SDRAM在内存中的映射图
6.MRSRB6和MRSRB7寄存器,就是设置Bank6和Bank7的一些特征,知道一个设置值即可0x30,具体细节,我觉得没有必要太深入了,暂时对SDRAM的研究不需要太深,毕竟最终目标是自己定制一个U-Boot。
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