三十.内存初始化

1.内存的分类：

（1）SRAM静态RAM，访问速度更快，但是成本高。常用在存储容量不大，速度要求高的场合。比如CPU的垫脚石采用的是SRAM。

 

（2）DRAM动态：由很多电容组成，需要定期充电保持信息，即刷新，故访问速度慢。

1.1SDRAM：同步动态随机存储器（synchronous dynamic random access memory）

同步：他的工作（命令传送和数据传输）要以同步时钟为基准。

动态：不断刷新来保持信息。

随机：不是线性按照地址存放信息，而是指定任意地址存放数据。

1.2DDR（double data rate SDRAM）和DDR2：双倍速率同步动态随机存储器。基于SDRAM，不仅在时钟上升沿可以存储数据，在下降沿也可以，从而速度翻倍。

而DDR2则是在DDR的基础上再翻倍。

1.3；2440用的是SDRAM，6410用的是DDR，210用的是DDR2.

2.内存的内部结构

2.1表结构：内存的存储结构就像一张表格，每一个单元格都可以存放数

2.2L_BANK：逻辑块，每一张表称之为L_BANK。由于技术，成本等原因无法将所有的单元格做在同一张表格（L_BANK），所以一个内存通常分为多个L_BNAK，通常为4块。

2.3寻址信息：

（1）L_BANK片选信号

（2）行地址

（3）列地址

3.容量计算 = 4 （L_BANK数目）x 单元格数目 x单元格容量

4.2440内存初始化：

4.1：地址空间：

（1）地址线：2440对外提供27条地址线，只能访问128MB的外设空间。

（2）片选信号：8个片选信号，扩大可访问的外设空间到1GB。

（3）外设空间：有2440的datasheet知道他将1GB分成8部分，即8块，通过不同的片选信号来访问不同的块空间。其中内存从band6开始（0x30000000），有可能占用band7。

（4）存储器控制器：所谓对内存初始化，实质上是对CPU的存储器控制器进行初始化，由他对给出的地址进行分析转换得到片选信号和行列地址。而CPU和内部寄存器之间的访问则是通过CPU内部的32位总线进行的。

4.2：内存芯片连接

由于每个单元格的容量是16bit，即内存芯片的数据宽度是16bit，而CPU的数据宽度是32bit，为了避免浪费，就用两块内存芯片并联，使得每一次cpu对内存访问的时候可以一次性取出32bit的数据。分为高16bit和低16bit。

当然不可避免的要涉及到片选信号，L_BANK选择信号，行列地址信号。

4.3存储器控制器寄存器

设置13个寄存器，要查阅2440的datasheet以及内存的datasheet，然后看时序图，找出寄存器的某些位控制的参数所需要设置的值。最后要学会在汇编里用循环的方式来给寄存器赋值。

5.  理论上2440可以寻址4GB，总体上分为内部空间和外设空间。外设空间又分为8个bank，每个bank为128MB

6.6410也可以寻址4GB空间，但是6410把地址空间划分为三个部分，一个是保留区（高2GB），一个是外设区（256MB），一个是主存储区（1972MB）。

主存储区又分为五个部分

（1）boot镜像区：不匹配任意硬件外设，负责把相应的外设映射到该处。CPU上电后从这里取指运行。

（2）内部存储区：分两个部分：IROM和ISRAM，虽然理论上各有64MB，但是IROM实际有效的只有32KB，ISRAM有效的只有8KB

（3）静态存储区：类似于2440的外设区，分成6个bank，可以接NORFLASH，onenand等外设。

（4）保留区：256MB，不用

（5）动态存储区：就是用来连接内存的，所以6410的内存起始地址是0x50000000

7.6410的内存初始化要按顺序进行，2440不需要顺序。还要注意设置数据线和地址线的选择。以及检查是否已将ready信号写入寄存器。

8.代码实现：

@****************************@File:mem.S@@Tiny6410内存初始化@@Author:小君君@****************************.text.global mem_init#define MEMCCMD0x7e001004#define P1REFRESH0x7e001010#define P1CASLAT0x7e001014#define MEM_SYS_CFG0x7e00f120#define P1MEMCFG0x7e00100c#define P1T_DQSS0x7e001018#define P1T_MRD0x7e00101c#define P1T_RAS0x7e001020#define P1T_RC0x7e001024#define P1T_RCD0x7e001028#define P1T_RFC0x7e00102c#define P1T_RP0x7e001030#define P1T_RRD0x7e001034#define P1T_WR0x7e001038#define P1T_WTR0x7e00103c#define P1T_XP0x7e001040#define P1T_XSR0x7e001044#define P1T_ESR0x7e001048#define P1MEMCFG20X7e00104c#define P1_chip_0_cfg0x7e001200#define P1MEMSTAT0x7e001000#define P1MEMCCMD0x7e001004#define P1DIRECTCMD0x7e001008#define refresh_val (( 7800 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 )) @刷新周期:(7.8us)/((1/HCLK)s)=(7.8*10^3)/(1/133*10^6)mem_init:@0. 将data[31:26]设置为data pinsldr r0,=MEM_SYS_CFGmovr1,#0x0strr1,[r0]@1. 使dramc进入"config"状态ldrr0,=P1MEMCCMDmovr1,#0x4strr1,[r0]@2. 设置timing parameter, chip configuration,id configuration registers@2.1 刷新周期ldrr0,=P1REFRESHldrr1,=refresh_valstrr1,[r0]@2.2 时间参数，下列设置全都是取了最小值ldrr0,=P1CASLAT@CAS Latency:指的是内存存取数据所需的延迟时间，@简单的说，就是内存接到CPU的指令后的反应速度。@一般的参数值是2和3两种。K4X1G163PQ的芯片手册上CAS Latency=3 movr1,#6@下列设置均在sdram手册中可查询到strr1,[r0]ldrr0,=P1T_DQSSmovr1,#0x1strr1,[r0]ldrr0,=P1T_MRDmovr1,#0x2strr1,[r0]ldrr0,=P1T_RASldrr1,=(( 42 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ))strr1,[r0]ldrr0,=P1T_RCldrr1,=(( 60 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ))strr1,[r0]#define trcd(( 18 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ))#definetrcd_val((trcd | ((trcd-3)*8)))ldrr0,=P1T_RCDldrr1,=trcd_valstrr1,[r0]#define trfc(( 72 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ))#definetrfc_val((trfc | ((trfc-3)*32)))ldrr0,=P1T_RFCldrr1,=trfc_valstrr1,[r0]#define trp(( 18 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ))#definetrp_val((trp | ((trp-3)*8)))ldrr0,=P1T_RPldrr1,=trp_valstrr1,[r0]ldrr0,=P1T_RRDldr r1,=(( 12 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ))strr1,[r0]ldrr0,=P1T_WRldr r1,=(( 12 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ))strr1,[r0]ldrr0,=P1T_WTRmov r1,#0x1strr1,[r0]ldrr0,=P1T_XPmov r1,#0x1strr1,[r0]ldrr0,=P1T_XSRldr r1,=(( 120 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ))strr1,[r0]ldrr0,=P1T_ESRldr r1,=(( 120 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ))strr1,[r0]@2.3 chip configuration@****************************@结合DDR的手册3. Address configuration这个部分@1.column address(10):A0~A9列地址P1MEMCFG[2:0]=[e-mail] address(14):A0~A13，行地址P1MEMCFG[5:3]=0x3@3.A10/AP 设置自动预充电地址P1MEMCFG[6]=[e-mail] Length (2, 4, 8, 16)设置内存突发长度P1MEMCFG[17:15]=0x2@****************************ldrr0,=P1MEMCFGldrr1,=0x0001001astrr1,[r0]@****************************@@1.Sets the level for the cke outputs after reset. 设置reset以后的cke引脚的输出电平P1MEMCFG2[3],一般设置为0，P1MEMCFG2[0:2]用默认的@所以P1MEMCFG2[3:0] = 0x5@2.设置存储长度。6410是32位机器，所以就是01了P1MEMCFG2[7:6]=0x1@3.设置DDR类型，6410用的是Mobile DDR SDRAMP1MEMCFG2[10:8]=[e-mail] delay设置读取延时，针对@用01 = Read delay 1 cycle (usually for DDR SDRAM and mobile DDR SDRAM)DDRP1MEMCFG2[12:11]=0x1@****************************ldrr0,=P1MEMCFG2ldrr1,=0x00000B45strr1,[r0]@****************************@设置芯片(片选)@1.设定地址组织格式Bank-Row-Column organization。P1_chip_0_cfg[16]=0x1@2.设定AXI_chip_base。因为6410的DDR从0x50000000开始，所以AXI_chip_base是0x50.P1_chip_0_cfg[15:8]=0x50@3.设定AXI_chip_mask。要想让AXI_chip_mask和AXI_addr[31:24]按位与以后与AXI_chip_base相等，所以AXI_chip_mask选择0XF0.P1_chip_0_cfg[7:0]=0xF0@****************************ldrr0,=P1_chip_0_cfgldrr1,=0x000150F0strr1,[r0]@3. 初始化sdram@NOPldrr0,=P1DIRECTCMDldrr1,=0xc0000strr1,[r0]@prechargeldrr0,=P1DIRECTCMDldrr1,=0x000strr1,[r0]@auto refreshldrr0,=P1DIRECTCMDldrr1,=0x40000strr1,[r0]@auto refreshldrr0,=P1DIRECTCMDldrr1,=0x40000strr1,[r0]@auto refreshldrr0,=P1DIRECTCMDldrr1,=0xa0000strr1,[r0]@auto refreshldrr0,=P1DIRECTCMDldrr1,=0x80032strr1,[r0]@4. 使dramc进入"ready"状态ldrr0,=P1MEMCCMDmov r1, #0x0    str r1, [r0]@5. 等待dramc进入"ready"状态wait_for_ready:    ldr r0, =P1MEMSTAT ldr r1, [r0]mov r2, #0x3and r1, r1, r2cmp r1, #0x1bne wait_for_readynopmovpc,lr

9.210的地址空间

DDR2可以占用1.5GB的空间，从0x20000000开始。0地址处也是映射区，不和硬件连接。芯片级联构成32位的数据宽度。

210有两个内存控制器，一个最大控制512，一个是1G。