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S3C6410的DRAM控制器

发布时间:2020-08-27 发布时间:
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我们在项目中更换了DRAM,所以需要重新配置S3C6410的DRAM控制器,结果发现S3C6410中的DRAM控制器还是挺复杂的。
 

S3C6410支持两个DRAM片选,可以分别接最大256MB的内存,该处理器用的DRAM控制器是来自ARM的PrimeCell Dynamic Memory Controller(PL340)。只看S3C6410的Datasheet中的DRAM部分介绍是不够的,你还需要看PL340的技术参考文档,这个文档网上搜索一下就有了。想完全了解6410的DRAM控制器,必须两篇文档都看。我都看了,虽然没完全了解,但是比看6410的datasheet要强多了。
 
我用的是mobile DDR-SDRAM,所以在这里大概介绍一下寄存器及配置流程。先介绍一下寄存器:
 
1. DRAM Controller Status Register (Address: 0x7E001000)
DRAM状态寄存器,这是一个RO寄存器,用于读取DRAM的状态。
Name Bit Description
Memory chips [8:7] 01=2 chips
Memory type [6:4] 100=MSDR, SDR, MDDR and DDR
Memory width [3:2] 00=16-bit   01=32-bit
Controller Status [1:0] 00=config   01=ready   10=paused   11=low-power
实际上,读到的有用信息就是Controller Status和Memory width。
 
2. DRAM Controller Command Register (Address: 0x7E001004)
DRAM命令寄存器,设置DRAM的工作状态。
Name Bit Description
Memc_cmd [2:0] 000=Go   001=Sleep   010=Wakeup   011=Pause
100=Configure
最开始应该配置为0x4,是处于Configure状态。在配置完所有的DRAM之后,将该寄存器设置为0x0,处于运行状态。
 
3. Direct Command Register (Address: 0x7E001008)
DRAM命令寄存器,用于发送命令到DRAM和访问DRAM中的MRS和EMRS寄存器。
Name Bit Description
Extended memory command [22] 扩展命令,该bit用于连接下面的Memory command[19:18],从而组成DRAM命令
Chip number [21:20] 00=chip_0   01=chip_1    10=chip_2    11=chip_3  
Memory command [19:18] 和Extended Memory command组成DRAM命令字
000=PrechargeAll   001=Autorefresh
010=MRS/EMRS访问   011=NOP
100=Deep Power Down
Bank address [17:16] 访问MRS和EMRS的时候,映射为Bank地址位
Address_13_to_0 [13:0] 访问MRS和EMRS的时候,映射为memory address[13:0]
通过该寄存器初始化DRAM,先设置为NOP模式,然后设置为PrechargeAll进行充电,然后设置EMRS和MRS寄存器,一般是这么一个流程。具体的要参见你所使用的DRAM的datasheet。
 
4. Memory Configuration Register (Address: 0x7E00100C)
DRAM的配置寄存器,这个与需要参照你所使用的DRAM的datasheet。
Name Bit Description
Memory burst [17:15] 设置Burst大小
000=Burst 1   001=Burst 2   010=Burst4
011=Burst 8   100=Burst 16
Stop_mem_clock   没有访问时,Memory Clock自动停止
Power_down_prd [21:20] 自动掉电所需的时钟周期
AP bit [19:18] 0=Address bit 10          1=Address bit 8
Row bits [17:16] 行地址
000=11 bits   001=12 bits   010=13bits
011=14 bits   100=15bits    101=16bits
Column bits [13:0] 列地址
000=8 bits   001=9 bits   010=10 bits
011=11 bits   100=12 bits
该寄存器肯定是要配的,看看DRAM的datasheet就知道了。
 
5. Refresh Period Register (Address: 0x7E001010)
DRAM的刷新频率寄存器,用于配置刷新频率的。
Name Bit Description
Refresh period [14:0] 多少个Memory的时钟周期

6. CAS Latency Register (Address: 0x7E001014)
DRAM的CAS延时寄存器,一定要配,参考DRAM的datasheet。
Name Bit Description
CAS Latency [3:1] CAS延时多少个时钟周期
CAS half cycle [0] 0=0周期偏移   1=半周期偏移
对于MDDR和SDR只能设置为0

7. t_dqss/t_mrd/t-ras/t_rc/t_rcd/t_rfc/t_rp/t_rrd/t_wr/t_wtr/t_xp/t_xsr/t_esr Registers (Address: 0x7E001018---0x7E001048)
DRAM操作中所需时间和延时寄存器,这里不作过多介绍,具体可以参考PL340文档。
 
8. Memory Configuration 2 Register (Address: 0x7E00104C)
DRAM的配置寄存器2。
Name Bit Description
Read delay [12:11] 读延时
00=0 cycle   01=1 cycle    10,11=2 cycle
Memory type [10:8] DRAM类型
000=SDR   001=DDR   011=Mobile DDR
Memory width [7:6] 00=16 bits    01=32 bits
cke_init [3] 复位后,设置CKE输出的值
dqm_init [2] 复位后,设置DQM输出的值
a_gt_m_sync [1] ACLK频率高于MCLK时,设置为1
Sync [0] ACLK和MCLK同步时,设置为1

9. CHIP_N_CFG Register (Address: 0x7E001200/0x7E001204)
DRAM的Chip配置寄存器,用于片选decoding设置
Name Bit Description
BRC_RBC [16] DRAM结构
0=Row-Bank-Column
1=Bank-Row-Column
Address match [15:8] 片选地址比较值
Address mask [7:0] 片选地址掩码
 

上面介绍了一些寄存器,还有一些寄存器由于没有用到,所以没有去了解。下面给一个DRAM初始化的例子:
 
WriteReg: 0x7e001004            0x4                  //设置DRAM控制器状态为Configure
WriteReg: 0x7e001010            0x40d              //设置DRAM的刷新周期
WriteReg: 0x7e001014            0x6                  //设置CAS延时
WriteReg: 0x7e001018            0x3                  //设置t_DQSS
WriteReg: 0x7e00101c             0xf                  //设置t_MRD
WriteReg: 0x7e001020            0xf                   //设置t_RAS
WriteReg: 0x7e001024            0xf                   //设置t_RC
WriteReg: 0x7e001028            0x1f                 //设置t_RCD
WriteReg: 0x7e00102c             0x21f              //设置t_RFC
WriteReg: 0x7e001030            0xf                   //设置t_RP
WriteReg: 0x7e001034            0xf                   //设置t_RRD
WriteReg: 0x7e001038            0x7                  //设置t_WR
WriteReg: 0x7e00103c             0x7                 //设置t_WTR
WriteReg: 0x7e001040            0xf                   //设置t_XP
WriteReg: 0x7e001044            0x1f                 //设置t_XSR
WriteReg: 0x7e001048            0x1f                 //设置t_ESR
WriteReg: 0x7e00100c             0x10012         //设置DRAM的Column, Row等属性
WriteReg: 0x7e00104c             0x0b45           //设置DRAM的buswidth,type等属性
WriteReg: 0x7e001200            0x150f8           //设置RBC以及片选属性
WriteReg: 0x7e001304            0x0                  //设置DQS延时
WriteReg: 0x7e001008            0xc0000          //发送NOP命令到DRAM
WriteReg: 0x7e001008            0x0                  //发送Precharge命令到DRAM
WriteReg: 0x7e001008            0x40000          //发送Autorefresh命令到DRAM
WriteReg: 0x7e001008            0x40000          //发送Autorefresh命令到DRAM
WriteReg: 0x7e001008            0xa0000          //设置DRAM的EMRS寄存器
WriteReg: 0x7e001008            0x80032          //设置DRAM的MRS寄存器
WriteReg: 0x7e001004            0x0                  //设置DRAM控制器开始运行
 

关于DRAM控制器的配置要参见所使用的DRAM的Datasheet,了解DRAM的结构和初始化过程,才能正确配置。S3C6410的DRAM控制器比较复杂,有些寄存器也不是很理解,在ARM的PL340的文档中也没做太多解释。
我的建议就是能不换DRAM最好,换了也要尽量和S3C6410板上的DRAM相近。
关键字:S3C6410  DRAM控制器

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