DM8168裸机调试-GPMC+FPGA

来源：互联网发布：骑行头盔推荐知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/19 09:17

前言

GPMC产生背景（个人理解）：当调试nor flash、nand flash、FPGA、网卡等外部扩展设备时，需要CPU给这些设备分配地址空间、提供访问时序、访问接口等控制。Cotex-A8将这些外扩设备的控制集成在GPMC模块内。对于用户只需要配置GPMC模块，既可以访问该设备。

GPMC工作机制：若访问物理地址落在GPMC的0x00 - 0x1FFF FFFF的512MB地址范围内，则将物理地址信息Address 进行解码。
这里的解码主要是对物理地址Address 同掩码地址做逻辑与&操作，若运算结果，同基地址一致，则使能cs片选信号，同时可以访问该区间；反之无CS片选且无法访问该区间。

配置GPMC模块核心（以FPGA为例说明）：

1、配置设备类型 GPMC_CONFIG1

2、配置访问时序，主要读写时序 GPMC_CONFIG2-6

3、配置基地址、容量（即掩码地址）、使能CS信号 GPMC_CONFIG7

注：FPGA属于nor flash类型，对于nand flash配置稍微复杂些（目前未调试，后期会调试，进一步完善）。

一、硬件原理图

DM8168同FPGA(X3SC250)硬件连接图：

总框图

FPGA实现功能：扩展6路串口。

接线定义：

FPGA Cortex-A8

时钟信号：由24M晶振提供

数据总线：A[0-7]、A[8] GPMC_A[0-7]、GPMC_A[27]

地址总线：D[0-8] GPMC_D[0-8]

控制信号：WRn GPMC_WEn

RDn GPMC_OE_REn

CSn GPMC_CS[ 3 ]n

ALE GPMC_ADV_ALE FPGA的该引脚保留未使用

IRQ0 GP1[9] 中断引脚（有中断触发，该引脚置高）

IRQ1 GP113] FPGA的该引脚保留未使用

IRQ2 GP1[25] FPGA的该引脚保留未使用

UART输出：EUART0 - 5

电源：3.3V 2.5V 1.2V

注：

1、时钟源：GPMC模块使用MainPLL_CLOCK4产生500MHz经过4分频后SYSCLK6，即125MHz 输出 .所以GPMC_FCLK=125 MHz（T=8 ns）

2、电源域：由PRCM模块ALWAY_ON域供电，始终接通供电。

二、程序

第一是GPMC的片选寻址机制，第二是GPMC的访问外扩设备。

2.1、GPMC初始化

void GPMC_Init( void ){/*第一步： enable gpmc  CLOCK*/WR_MEM_32(CM_ALWON_L3_SLOW_CLKSTCTRL, 0x2); // Enable the Power Domain Transition of L3 Slow Domain Peripheralwhile((RD_MEM_32(CM_ALWON_L3_SLOW_CLKSTCTRL) & 0x2) !=0x2);WR_MEM_32(CM_ALWON_GPMC_CLKCTRL , 0x2); // Enable GPMC CLOCKwhile((RD_MEM_32(CM_ALWON_GPMC_CLKCTRL ) & 0x3) !=0x2);/*第二步：enable PAD_ConfigMux */PAD_ConfigMux(PAD_FPGA_lineOffsets,PAD_FPGA_linedata);    /*第三步：Reset GPMC*/GPMC_Write(GPMC_SYSCONFIG,0x0a);    while(GPMC_Read(GPMC_SYSSTATUS) != 0x01);//等待复位完成    /*第四步：set GPMC_CONFIG */    GPMC_SYSCONFIG=0x00;    GPMC_IRQENABLE=0x00;    GPMC_TIMEOUTCTRL =0x00;    GPMC_CONFIG=0x00;    GPMC_CONFIG1_3=0x00000010;//1、8位宽 类似nor flash器件 2、单次异步访问 3、地址/数据总线不复用    GPMC_CONFIG2_3=0x00070900;//1、CSWROFFtime =7*GPMC_FCLK  2、CSRDOFFtime =9*GPMC_FCLK 3、CSONtime =0    GPMC_CONFIG3_3=0x00000000;//该寄存器配置地址/数据总线时的参数，所有不需要配置     GPMC_CONFIG4_3=0x06010701;//1、WEOFFtime =6*GPMC_FCLK 2、WEONtime =1*GPMC_FCLK    //3、OEOFFtime =7*GPMC_FCLK 4、OEONtime =1*GPMC_FCLK    GPMC_CONFIG5_3=0x0009070C;//1、RDACCESStime =9*GPMC_FCLK 2、WRCYCLEtime =7*GPMC_FCLK    //3、RDCYCLEtime =11*GPMC_FCLK    GPMC_CONFIG6_3=0x08000000;//1、WRACCESStime =8*GPMC_FCLK    GPMC_CONFIG7_3=0x00000F42;//基地址=0x200 0000 ,容量=16 MB    printf("GPMC_SYSCONFIG = %02x   [%08X]\n",&GPMC_SYSCONFIG,GPMC_SYSCONFIG);    printf("GPMC_IRQENABLE = %02x   [%08X]\n",&GPMC_IRQENABLE,GPMC_IRQENABLE);    printf("GPMC_TIMEOUTCTRL = %02x [%08X]\n",&GPMC_TIMEOUTCTRL,GPMC_TIMEOUTCTRL);    printf("GPMC_CONFIG = %02x   [%08X]\n",&GPMC_CONFIG,GPMC_CONFIG);    printf("GPMC_CONFIG1_3 = %02x   [%08X]\n",&GPMC_CONFIG1_3,GPMC_CONFIG1_3);    printf("GPMC_CONFIG2_3 = %02x   [%08X]\n",&GPMC_CONFIG2_3,GPMC_CONFIG2_3);    printf("GPMC_CONFIG3_3 = %02x   [%08X]\n",&GPMC_CONFIG3_3,GPMC_CONFIG3_3);    printf("GPMC_CONFIG4_3 = %02x   [%08X]\n",&GPMC_CONFIG4_3,GPMC_CONFIG4_3);    printf("GPMC_CONFIG5_3 = %02x   [%08X]\n",&GPMC_CONFIG5_3,GPMC_CONFIG5_3);    printf("GPMC_CONFIG6_3 = %02x   [%08X]\n",&GPMC_CONFIG6_3,GPMC_CONFIG6_3);    printf("GPMC_CONFIG7_3 = %02x   [%08X]\n",&GPMC_CONFIG7_3,GPMC_CONFIG7_3);    EVM816X_waitmsec(2);}

2.2、FPGA操作

#include "fpga.h"#include "evm816x.h"#define deubg                0#define UARTn               UART0#define Baud_96001#define Baud_1152000#define Baud_2500000#defineINT_EN0Uint8 Fpga_read( Uint32adress){Uint8 data;data = *(volatile Uint8 *) adress;return data;}void Fpga_wrtie( Uint32adress,Uint8 data){*(volatile Uint8 *) adress = data;}void Fpag_init(void){/*第一步：读版本号*/printf("\nRVR0 = %02x,[%02x] \n",(RVE +RVR0),Fpga_read(RVE +RVR0));printf("\nRVR1 = %02x,[%02x] \n",(RVE +RVR1),Fpga_read(RVE +RVR1));printf("\nPNR0 = %02x,[%02x] \n",(RVE +PNR0),Fpga_read(RVE +PNR0));printf("\nPNR1 = %02x,[%02x] \n",(RVE +PNR1),Fpga_read(RVE +PNR1));/*第二步：配置波特率 及 帧数据格式*/ Fpga_wrtie(UARTn+LCR,0x80);//配置波特率寄存器时，LCR.DLAB必须置1。#if Baud_9600 Fpga_wrtie(UARTn+DLL,0x39);//波特率=9600，配置值=0x139 Fpga_wrtie(UARTn+DLM,0x01);#endif#if Baud_115200 Fpga_wrtie(UARTn+DLL,0x1A);//波特率=9600，配置值=0x139 Fpga_wrtie(UARTn+DLM,0x00);#endif#if Baud_250000 Fpga_wrtie(UARTn+DLL,0x0C);//波特率=250k，配置值=0xC Fpga_wrtie(UARTn+DLM,0x00);#endif#if deubg printf("\n UART0+IIR = %02x, \n",Fpga_read(UARTn+DLL)); printf("\n GOBAL_INT+IRR0 = %02x, \n",Fpga_read(UARTn+DLM));#endif Fpga_wrtie(UARTn+LCR,0x00);//无校验位     1位 停止位    8位数据长度#if INT_EN /*第二步：使能相应中断*/ Fpga_wrtie(GOBAL_INT+IMR0,0x01 ); Fpga_wrtie(UARTn+IER,(IER_RBI | IER_THEI));#endif}/* Fpga_test() 功能:FPGA的uart模块的自发自收的程序*/void Fpga_test(void){Fpag_init();while(1){ Fpga_wrtie(UARTn+THR, 0xaa);//向发送缓冲区写入数据，开始发送 /* 判断是否1、发送器空    2、发送保持寄存器空  3、成功接收一个数据，如果同时满足，表示自发自收成功。*/ while( (Fpga_read(UARTn+LSR) & (LSR_THRE | LSR_TEMT | LSR_DR)) != (LSR_THRE | LSR_TEMT | LSR_DR) ) // { Fpga_wrtie(UARTn+THR, 0xaa); printf("\n UARTn+LSR = %02x, \n",Fpga_read(UARTn+LSR ));//读取UART当前状态 EVM816X_waitmsec(1); } printf("\n UARTn+LSR = %02x, \n",Fpga_read(UARTn+LSR ));//读取退出while时，UART当前状态 printf("\n UARTn+RBR = %02x, \n",Fpga_read(UARTn+RBR));//读取接收缓冲区内容 EVM816X_waitmsec(5);  }}

2.3 时序参数

三、已解决疑问点

3.1、基地址和掩码地址设置原则

基地址可以任意设置吗？同掩码地址关系
1、将CS3基地址设置0x00，掩码容量16 MB。片选地址范围：0x00000000 - 0x00FF FFFF

     结果：无法访问该片选范围。why？？因为GPMC中CS0-3基地址最小为16MB，即是16MB的倍数。
     验证：将CS3基地址设置0x0200 0000，掩码容量16 MB。可以访问0x0200 0000 - 0x02FF FFFF的16MB区间。
     所以基地址不是任意设置。

具体设置方法：

GPMC_CONFIG7 [5：0]对应A29-24，如果BASEADDRESS设置0x200 0000，则GPMC_CONFIG7 [5：0]= 000010。

疑问：0x00000000 - 0x00FF FFFF的16MB区间,如何访问？？

2、访问的物理地址 & 掩码地址（即容量） = 基地址，如何实现？

通过GPMC访问机制：若物理地址落在GPMC的0x00 - 0x1FFF FFFF的512MB地址范围内，则将物理地址信息Address 进行解码。
这里的解码主要是对物理地址Address 同掩码地址做逻辑与&操作，若运算结果，同基地址一致，则使能cs片选信号，同时可以访问该区间；反之无CS片选且无法访问该区间。

下面以CS3基地址设置0x0200 0000，掩码容量16 MB实例说明一下：对应CONFIG7_i配置值

基地址 BASEADDRESS =0x02 MASKADDRESS = 0xFF,可以访问区间16MB的0x0200 0000 - 0x02FF FFFF

若读取0x0200 007E地址中内容（即data = *(volatile Uint8 *) adress）;首先0x0200 007E属于GPMC地址区间，然后将
0x0200 007E &0x0F00 0000(掩码地址) =0x0200 00000，该结果同设置基地址相等，则使能CS片选信号且可以访问0x0200 007E地址。

3.2、片选容量验证

  以CS3基地址设置0x0200 0000，掩码容量16 MB实例说明
   第一步：输出片选区域的前10个和后10个地址中数据（即0x0200 0000 -0x0200 0009 和 0x02FF FFF6 -0x0x02FF FFFF），
   第二步：输出片选区域末地址+1(即0x0x02FF FFFF + 1 =0x0300 0000)

结果：可以读取0x0200 0000 -0x0200 0009 和 0x02FF FFF6 -0x0x02FF FFFF中数据，而读取0x0300 0000中数据，出现程序跑飞或地址指针指向无效内存区。由此可以验证片选容量。

3.3设置CS3片选区域，有必要设置CS0-2片选区域(CS0-2片选区域默认256MB)吗？

结论：如果不是使用CS0-2区域，没有必要设置(虽然CS0-2片选区域默认256MB，但是GPMC_CONFIG_7[6]默认禁止CS片选使能。不使能CS信号，片选区域无法访问 )。

3.4时序配置问题

四、待解答

0 0