s3c2440裸机-内存控制器(四、SDRAM原理-cpu是如何访问sdram的)

1.SDRAM原理

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（1）SDRAM内部存储结构：

（2）再看看与2440连接的SDRAM原理图：

sdram引脚说明：

A0-A12：地址总线
D0-D15:数据总线（位宽16,2片级联成位宽32）
BA0-BA1:bank选择
nSCS：片选
nSRAS:行地址选择
nSCAS:列地址选择
nWE:写使能
SCLK:时钟
SCKE:时钟使能

（3）SDRAM的地址范围：

之前我们讲“二、不同位宽外设与CPU地址总线的连接”这一节的时候，我们留下了一个问题，SDRAM的地址范围是多少？

我们知道地址范围肯定是base_addr + size。我们根据片选接了nGCS6，base_addr=0x3000,0000,那么size是多大呢？
下图是我截取的sdram手册上的特性描述：

我们看见容量为：4M word x 16-bit x 4-bank = 32M，再看原理图我们是两片级联，所以容量为4M word x 32-bit x 4-bank=64M。所以地址范围是[0x3000_0000 ~ 0x33ff_ffff]

再以W9825G6KH这款SDRAM为例，地址总线A0-A12,数据总线D0-D15,因此内存大小：2^13 * 2^9 = = 4194304,等于4M,加上有4个bank，数据为宽16位，因此内存大小4Mx4x2字节

框图翻译成中文形式：

CLK：时钟线，SDRAM 是同步动态随机存储器，“同步”的意思就是时钟，因此需要一根额外的时钟线，这是和 SRAM 最大的不同，SRAM 没有时钟线。
CKE：时钟使能信号线，SRAM 没有 CKE 信号。
CS：片选信号，这个和 SRAM 一样，都有片选信号。
RAS：行选通信号，低电平有效，SDRAM 和 SRAM 的寻址方式不同，SDRAM 按照行、列来确定某个具体的存储区域。因此就有行地址和列地址之分，行地址和列地址共同复用同一组地址线，要访问某一个地址区域，必须要先后发送行地址和列地址
CAS：列选通信号，和 RAS 类似，低电平有效，选中以后就可以发送列地址了。
WE：写使能信号，低电平有效
A0-A12: 地址线
DQ0-DQ15: 16位数据线
BS0-BS1: BANK 选择线
LDQM,UDQM: 高低字节数据选择线

（4）SDRAM数据访问原理：

我们知道64M=2^20*26=2^{26，那么需要26条地址线，再看看原理图，我们发现SDRAM的地址线A[12:0]只有13条，那么最多只能访问2}13=8K的数据，地址线明显配不上这么大的容量,那么它是如何解决的呢？

答：当然是拆分地址了，地址分多次传输。我们从SDRAM的内部存储结构得知要确定SDRAM的一个存储单元，先确定是哪个bank,然后再确定在哪一行、哪一列即可。

SDRAM有4个bank,由BA0、BA1决定选中哪个bank,查看SDRAM手册见下图；

然后通过选中nSRAS选中行地址,从而发送行地址；最后通过选中nSCAS选中列地址，从而发送列地址。

举个栗子：
CPU执行如下指令：

ldr	r0, =0x30000000;
ldr r1, [r0]; 从SDRAM基地址读取4byte数据

过程分析：

1.发出片选信号nGCS6，选中SDRAM
2.发出bank选中信号(BA0，BA1),确定是SDRAM上的哪个bank，从原理图得知CPU的ADDR24、ADDR25对应SDRAM上的BA0，BA1,所以让BA0、BA1=00,选中bankA。

从SDRAM手册确定行列地址的数目，如下图：

3.发出行地址信号nSRAS,使能行地址传输。传输行地址，确定是哪一行（看SDRAM手册确定行地址数(A12-A0)13条）

4.发出列地址信号nnSCAS,使能列地址传输。传输列地址，确定是哪一列(看SDRAM手册确定列地址(A8-A0)9条)

从而发送完整的0x30000000地址到了SDRAM,SDRAM返回4byte数据给CPU。