ARM--存储管理器

初入领悟：

1、 bank、L-bank的概念

2、 s3c2440内部管理SDRAM寄存器配置

 

Frist part：原理分析

S3c2440为32位微处理器，其可访问空间为4G；但其中提供1G外设访问空间，这1G空间有8个bank组成；及平均每个bank有128M的访问空间；其中8bank的特性为：

1、 bank0~bank5支持外接SRAM、ROM等，bank6、bank7支持外接SRAM、ROM与SDRAM等；

2、 bank0~bank6的起始地址是固定

3、 bank7的起始地址可编程设定

4、 bank6、bank7大小可编程确定

5、 每个bank访问周期均可编程设定

6、 外接SDRAM是支持自刷新与省电模式

 

S3c2440向外引出27根地址线，可实现128M的寻找空间；那他怎么实现1G的空间范围访问呢？这就涉及到了nGCSx片选信号，由控制这几根信号线实现bank的切换，如下图所示：

左边为nor flash下；右边为nand flash；

说到此又想起一概念，就是有关于nor flash与nand flash启动方式；

一、norflash启动

简而言之，既是nor flash启动模式下cpu启动会执行地址0x00000000的指令此指令在使能了nor flash下是就是nor flash的首地址；其中原因为nor flash支持一种名为XIP的执行机制；

二、nandflash启动

nand flash下不支持XIP因此在执行nandflash的程序是，系统将会把nandflash的头4K（最大）启动代码拷贝至系统SRAM中既s3c2440中的steppingstone；

 

我使用的是GT2440开发板从原理图中可知：

Bank6外接2片H57V2562GTR芯片；

在使用SDRAM时要设置到如下13个寄存器的操作：

各个寄存器值的设置参考开发板每一个bank所接的外设进行设置；

此设置参考示例程序：

    .long  0x22011110      @ BWSCON

    .long   0x00000700      @ BANKCON0

    .long   0x00000700      @ BANKCON1

    .long   0x00000700      @ BANKCON2

    .long   0x00000700      @ BANKCON3 

    .long   0x00000700      @ BANKCON4

    .long   0x00000700      @ BANKCON5

    .long   0x00018005      @ BANKCON6

    .long   0x00018005      @ BANKCON7

    .long   0x008C07A3      @ REFRESH

    .long   0x000000B1      @ BANKSIZE

    .long   0x00000030      @ MRSRB6

   .long   0x00000030      @ MRSRB7

（.long 汇编中词法，既long数据型）

 

Second part：程序编写

现在开始编写代码，如我上诉一样启动时CPU将会报前4K程序拷贝至steppingstone中运行；现在编写的代码任务为将steppingstone中的代码拷贝回SDRAM中，并程序从SDRAM中开始执行；

汇编部分：

.equ       MEM_CTL_BASE,       0x48000000

.equ       SDRAM_BASE,         0x30000000

 

.text

.global _start

_start:

    bl  disable_watch_dog               @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启

    bl  memsetup                        @ 设置存储控制器

    bl  copy_steppingstone_to_sdram     @ 复制代码到SDRAM中

    ldr pc,=on_sdram                   @ 跳到SDRAM中继续执行

on_sdram:

    ldr sp, =0x34000000                 @ 设置堆栈

    bl  main

halt_loop:

    b   halt_loop

 

disable_watch_dog:

@ 往WATCHDOG寄存器写0即可

    movr1,     #0x53000000

    movr2,     #0x0

    strr2,     [r1]

    movpc,     lr                      @返回

 

copy_steppingstone_to_sdram:

    @ 将Steppingstone的4K数据全部复制到SDRAM中去

    @Steppingstone起始地址为0x00000000，SDRAM中起始地址为0x30000000

   

    mov r1, #0

    ldr r2,=SDRAM_BASE

    mov r3,#4*1024

1: 

    ldr r4,[r1],#4     @ 从Steppingstone读取4字节的数据，并让源地址加4

    str r4,[r2],#4     @ 将此4字节的数据复制到SDRAM中，并让目地地址加4

    cmp r1,r3          @ 判断是否完成：源地址等于Steppingstone的未地址？

    bne1b              @ 若没有复制完，继续

    movpc,     lr      @ 返回

 

memsetup:

    @ 设置存储控制器以便使用SDRAM等外设

 

    movr1,     #MEM_CTL_BASE       @ 存储控制器的13个寄存器的开始地址

    adrl    r2, mem_cfg_val         @ 这13个值的起始存储地址

    addr3,     r1, #52             @ 13*4 = 54

1: 

    ldrr4,     [r2], #4            @ 读取设置值，并让r2加4

    strr4,     [r1], #4            @ 将此值写入寄存器，并让r1加4

    cmpr1,     r3                  @ 判断是否设置完所有13个寄存器

    bne1b                          @ 若没有写成，继续

    movpc,     lr                  @ 返回

 

 

.align 4                            @ARM地址指针对齐伪指令

mem_cfg_val:

    @ 存储控制器13个寄存器的设置值

    .long   0x22011110      @ BWSCON

    .long   0x00000700      @ BANKCON0

    .long   0x00000700      @ BANKCON1

    .long   0x00000700      @ BANKCON2

    .long   0x00000700      @ BANKCON3 

    .long   0x00000700      @ BANKCON4

    .long   0x00000700      @ BANKCON5

    .long   0x00018005      @ BANKCON6

    .long   0x00018005      @ BANKCON7

    .long   0x008C07A3      @ REFRESH

    .long   0x000000B1      @ BANKSIZE

    .long   0x00000030      @ MRSRB6

    .long   0x00000030      @ MRSRB7

 

C函数部分：

 

#define GPFCON      (*(volatile unsigned long *)0x56000050)
#define GPFDAT      (*(volatile unsigned long *)0x56000054)

#define GPF4_out    (1<<(4*2))
#define GPF5_out    (1<<(5*2))
#define GPF6_out    (1<<(6*2))

void  wait(volatile unsigned long dly)
{
    for(; dly > 0; dly--);
}

int main(void)
{
    unsigned long i = 0;

    GPFCON = GPF4_out|GPF5_out|GPF6_out;    // 将LED1,2,4对应的GPF4/5/
//6三个引脚设为输出
    while(1) {
        wait(30000);
        GPFDAT = (~(i<<4));       // 根据i的值，点亮LED1,2,4
        if(++i == 8)
            i = 0;
    }
    return 0;
}

#define	GPFCON		(*(volatile unsigned long *)0x56000050)
#define	GPFDAT		(*(volatile unsigned long *)0x56000054)

#define	GPF4_out	(1<<(4*2))
#define	GPF5_out	(1<<(5*2))
#define	GPF6_out	(1<<(6*2))

void  wait(volatile unsigned long dly)
{
	for(; dly > 0; dly--);
}

int main(void)
{
	unsigned long i = 0;
	
	GPFCON = GPF4_out|GPF5_out|GPF6_out;	// 将LED1,2,4对应的GPF4/5/
//6三个引脚设为输出
	while(1) {
		wait(30000);
		GPFDAT = (~(i<<4));	 	// 根据i的值，点亮LED1,2,4
		if(++i == 8)
			i = 0;
	}
	return 0;
}

 

最后一步：Makefile

sdram.bin : head.S leds.c

    arm-linux-gcc  -c -o head.o head.S

    arm-linux-gcc -c -oleds.o leds.c

    arm-linux-ld -Ttext0x30000000 head.o leds.o -o sdram_elf

    arm-linux-objcopy -Obinary -S sdram_elf sdram.bin

    arm-linux-objdump -D-m arm  sdram_elf > sdram.dis

clean:

    rm-f   sdram.dis sdram.bin sdram_elf *.o

原理概念纯属个人见解，可能存在一定的不严谨性。