STM32：FMC_h7xx

前言：FMC(Flexible Memory Controller) 灵活存储控制器，是STM32针对各种存储器外设，所推出的一种总线控制器；可以配置多种存储器接口用来通信；

那么FMC和FSMC有什么区别呢？FMC是在FSMC(Flexible Static Memory Controller)的基础上扩展了SDRAM的总线控制器；没什么区别；

1 灵活存储控制器类型

　　fmc控制器用来配置单片机与各种存储器的通信配置；不同存储器类型的配置不同；

　　fmc同一时刻只能控制一个存储器外设 (因为fmc配置的地址线，数据线和控制线是共享的) ；每种存储区内都有自己的bank片选信号；

　　fmc包含三种类型的存储控制器：NOR/PSRAM/SRAM存储控制器，NAND控制器，SDRAM控制器；

　　下图给出了三种存储控制器的默认地址，以及地址重映射配置参数；还给出了NOR/PSRAM部分地址相关配置参数；

　　　　可知控制器内部总线的寻址范围为2^26线；寻址的最小单位为byte；

　　　　如果寻址单位为16bits数据时，则内部总线的地址线bit0不使用；比如当fmc_addr[23:16]连接到单片机，内部总线stm_addr对应地址应该为[24:17];

　　　　概括而言，就是代码中操作的地址是fmc内部地址总线的地址；而单片机接口接出的地址对应的是存储器的地址；

　　

　　AHB 时钟 (fmc_hclk) 是 FMC 寄存器访问的参考时钟单位；

2 NOR/PSRAM/SRAM存储控制器

　　2.1 引脚说明

　　　　A[25:0]引脚：　　　　地址总线，为共享信号；为外部存储器的地址总线，不是内部fmc寻址时的地址总线；

　　　　D[31:0]引脚：　　　　数据总线，为共享信号；可以配置数据位为8bits/16bits/32bits；

　　　　NE[4:1]引脚：　　　　fmc控制的nor/psram/sram存储器的默认地址为0x6000_0000到0x6fff_ffff；分为4个bank；每个bank都有唯一的片选信号NE[4:1]；

　　　　FMC_CLK引脚：　　  FMC在驱动NOR/PSRAM/SRAM存储器时，通常工作于异步模式下，不需要使用FMC_CLK信号线；

　　　　　　　　　　　　　    FMC在驱动NOR/PSRAM存储器时，只有工作在同步访问的突发模式下时，才会需要使用FMC_CLK信号线；

　　　　　　　　　　　　　    FMC_CLK信号是fmc_ker_ck分频得到的信号，通过配置CCLKEN位来决定是否启用；

　　　　NOE引脚：　　　　　读数据信号；单片机读取数据；

　　　　NWE引脚：　　　　   写数据信号；单片机发送数据；

　　　　NL(NADV)引脚：　　 锁存使能，nor flash的地址有效信号；

　　　　NWAIT引脚：　　　　nor flash输入到单片机的信号，表示nor flash准备好了，等待输入；

　　　　NBL[3:0]引脚：　　    PSRAM/SRAM的字节输出通道输出引脚，控制字节0到字节3的使能；

　　　　　　　　　　　　　　信号引脚"N"为前缀，表示该信号低电平有效；

　　2.2 参数配置：nor flash举例

　　　　许多参数用不到，并没有了解的十分深入，具体配置如下；

//nor 参数配置
    hnor.Instance=FMC_NORSRAM_DEVICE;                       //存储器选择
    hnor.Extended=FMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;              //扩展寄存器地址 读写可不同时序
    
    hnor.Init.NSBank=FMC_NORSRAM_BANK1;                     //选择FMC SRAM Bank1区
    hnor.Init.DataAddressMux=FMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;  //使能数据地址不复用
    hnor.Init.MemoryType=FMC_MEMORY_TYPE_NOR;               //选择存储器类型 
    hnor.Init.MemoryDataWidth=FMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16; //数据位宽为16位
    hnor.Init.BurstAccessMode=FMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;//禁止读突发访问 读操作工作在异步模式

    hnor.Init.WaitSignal=FMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;
    hnor.Init.WaitSignalPolarity=FMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;
    hnor.Init.WaitSignalActive=FMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;
    hnor.Init.AsynchronousWait=FMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;
    hnor.Init.WriteOperation=FMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;

    hnor.Init.ExtendedMode=FMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;       //禁止扩展模式  此时读写按照模式2进行
    hnor.Init.WriteBurst=FMC_WRITE_BURST_DISABLE;           //禁止写突发访问 写操作工作在异步模式
    //hnor.Init.ContinuousClock=FMC_CONTINUOUS_CLOCK_SYNC_ASYNC;
    hnor.Init.WriteFifo=FMC_WRITE_FIFO_ENABLE;                //读写数据应该底层是按位操作先的，然后再字节操作；所以要fifo；
    hnor.Init.PageSize=FMC_PAGE_SIZE_NONE;

　　2.3 时序说明

　　　　同步时序配置：具体看中文参考手册的各个模式的时序；

　　　　异步时序配置：概括来说，可以将异步时序配置成 "使能扩展模式" 和 "禁止扩展模式" 两种模式；

　　　　　　　　　　　　(1)使能扩展模式：fmc的时序可以混合使用A,B,C,D模式；比如使用模式A读取，而在模式B写入；

　　　　　　　　　　　　(2)禁止扩展模式：当fmc配置为SRAM/PSRAM 存储器类型时，默认使用模式1时序 (FMC_BCRx 寄存器中MTYP = 0x0 或 0x01)；

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　当fmc配置为 NOR 存储器类型时，默认使用模式2时序 (FMC_BCRx 寄存器中MTYP = 0x10)；

　　　　2.3.1 nor flash时序说明

　　　　　　nor flash可以工作在同步或异步模式，以工作在异步模式下的nor flash为例；nor flash的时序通过如下结构体配置：

　　/*nor时序的单位时钟来自AHB_HCLK,假设配置为了100MHz*/
　　/*NADV高电平(ADDSET) = AddressSetupTime + AddressHoldTime;*/
　　/*NADV低电平 = DataSetupTime + 1hclk时钟周期; */
　　Timing.AddressSetupTime=8;
　　Timing.AddressHoldTime=2; 
　　Timing.DataSetupTime=7;    　　　　　　　 //DATAST
　　//Timing.BusTurnAroundDuration=0; 　　　//读写转换插入时间周期为0
　　//Timing.CLKDivision=0;             　　//FMC输出时钟分频系数 在异步操作时无效
　　//Timing.DataLatency=0;           　　　//数据延迟 在异步操作时无效
　　//Timing.AccessMode=FMC_ACCESS_MODE_A; //时序操作模式A 在FMC_BCRx寄存器的ExtMode位为0时此设置无效
    

　　　　　　默认nor flash工作在模式2时序下，模式2的时序如下所示：

　　　　　　对于写入数据而言，在fpga端，可以简化为NWE使能的时候写入数据就行；

　　　　　　对于读取数据而言，在fpga端，可以简化为NOE使能的时候把数据放入数据线就行；

　　　　　　　　　　　　

3 源码github

　　单片机源码：https://gitee.com/caesura/stm32h7_demo

　　fpga源码：https://gitee.com/caesura/fpga_demo