存储控制器使用

一、使用存储控制器访问外设的原理

1、S3C2440的地址空间

S3C2440对外引出27根地址线ADDR0-ADDR26，访问范围只有128MB，CPU对外还引出8根片选信号nGCS0-nGCS7，对应BANK0-BANK7，当访问BANKx的地址空间时，nGCSx引脚输出低电平来选中外接设备。

这样每个128MB空间，共8个片选，对应1GB的地址空间。空间分布图如下：

左边是nGCS0片选的nor flash启动模式下的存储分配图，右边是nand flash启动模式下的存储分配图

S3C2440是32位CPU，可以使用的地址范围理论达到4GB，除去上面连接外设的1GB空间外，还有一部分是CPU内部寄存器的地址，剩下的地址空间没有使用。

2、存储控制器与外设的关系

BANK0-BANK5的连接方式类似，BANK6连接SDRAM时复杂一些，SDRAM内部是一个存储阵列，指定一个行，再指定一个列，就可以准确找到所需要的单元格，而SDRAM有4个逻辑表格(L-BANK)

那么SDRAM的访问步骤为：

1）CPU发出片选信号nSCS0（与nGCS6是同一引脚）有效，选中SDRAM芯片

2）SDRAM有4个L-BANK，需要两个地址信号来选中其中一个，即ADDR24、ADDR25，如下图

3）对被选中的芯片进行同一的行/列（存储单元）寻址

根据SDRAM芯片的列地址线数目设置CPU相关寄存器后，CPU会从32位地址中自动分出L-BANK选择信号、行地址信号、列地址信号，然后先后发出行地址信号、列地址信号。L-BANK选择信号在发出行地址信号的同时发出，并维持到列地址信号结束

如上图：行地址、列地址公用地址线ADDR2-ADDR14，使用nSRAS(R=Row)、nSCAS(C=Column)两个信号来区分它们，当nSRAS信号有效时，ADDR2-ADDR14发出的是行地址，对应地址空间bit[23:11]，当nSCAS信号有效时，ADDR2-ADDR14发出的是列地址，对应地址空间bit[10:2]。

4）找到存储单元后，被选中的芯片就要进行统一的数据传输。

开发板使用两片16bit的SDRAM芯片并联形成32位的位宽，与CPU的32根数据线DATA0-DATA31相连，BANK6的起始地址位0x30000000

3、存储控制器的寄存器使用方法

存储控制器共有13个寄存器，BANK0-BANK5只需要设置BWSCON和BANKCONx两个寄存器，BANK6、BANK7外接SDRAM时，还要设置REFRESH，BANKSIZE，MRSRB6,MRSRB7，等4个寄存器，下面分别说明

1）位宽和等待控制寄存器BWSCON

BWSCON中每四位控制一个BANK，最高4位对应BANK7、接下来4位对应BANK6，依次类推，如下图

STx:启动/禁止SDRAM的数据掩码引脚

WSx:是否使用存储器的WAIT信号

DWx:设置对应BANK的位宽，0b00对应8位，0b01对应16位，0b10对应32位，0b11表示保留

比较特殊的是BANK0，它没事ST0和WS0，DW0只读，由硬件跳线决定，0b01表示16位，0b10表示32位，BANK0只支持16、32两种位宽

所以可以确定BWSCON寄存器值为：0x22011110

2）BANK控制寄存器BANKCONx(x为0-5)

这些寄存器用来控制BANK0-BANK5外接设备的访问时序，使用默认0x0700即可

3）BANK控制寄存器BANKCONx(x为6-7)

MT[16:15]:设置BANK外接ROM/SRAM还是SDRAM，00=ROM/SRAM，01=保留，10=保留，11=SDRAM

MT=0b00时，与BANKCON0-BANKCON5类似

MT=0b11时，

Trcd[3:2]:RAS to CAS delay，设为推荐值0b01

SCAN[1:0]:SDRAM的列地址数，本开发板使用的SDRAM列地址数为9，0b00=8位，0b01=9位，0b10=10位

所以本开发板，BANKCON6/7均设为0x00018005

4）刷新控制寄存器REFRESH

REFEN[23]: 0=禁止SDRAM的刷新功能，1=开启SDRAM的刷新功能

TREFMD[22]: SDRAM的刷新模式，0=CBR/Auto Refresh，1=SelfRefresh

Trp[21:20]: SDRAM RAS预充电时间 00=2 clocks，01=3clocks，10=4clocks，11=不支持

Tsrc[19:18]: SDRAM半行周期时间 00=4clocks，01=5clocks，10=6clocks，11=7clocks，SDRAM行周期时间Trc=Tsrc+Trp

Refresh Counter[10:0]: SDRAM刷新计数，刷新时间=(2^11+1-refresh_count)/HCLK，在未使用PLL时，HCLK=晶振频率12MHz，刷新周期为7.8125us

refresh_count=2^11+1-12*7.8125=1955

REFRESH=0x008C0000+1955=0x008C07A3

5）BANKSIZE寄存器

BURST_EN[7]: 0=ARM核禁止突发传输，1=ARM核支持突发传输

SCKE_EN[5]: 0=不使用SCKE信号令SDRAM进入省电模式，1=使用SCKE信号令SDRAM进入省电模式

SCLK_EN[4]: 0=时刻发出SCLK信号，1=仅在方位SDRAM期间发出SCLK信号

BK76MAP[2:0]: 设置BANK6/7的大小，0b010=128MB/128MB，0b001=64MB/64MB，0b000=32M/32M，0b111=16M/16M，0b110=8M/8M，0b101=4M/4M，0b100=2M/2M

本开发板外接64MB的SDRAM

则本开发板BANKSIZE设为0xB1

6）SDRAM模式设置寄存器MRSRBx(x为6-7)

CL[6:4]: 0b000=1clocks,0b010=2clocks,0b011=3clocks

本开发板取0b011，所以MRSRB6/7取值为0x30

二、存储控制器操作实例：使用SDRAM

从NAND Flash启动CPU时，CPU会通过内部的硬件将NAND Flash开始的4KB数据复制到成为"Steppingstone"的4KB的内部RAM（起始地址为0）中，然后跳到地址0开始执行。

本程序先设置好存储控制器，使外接的SDRAM可用，然后把程序本身从steppingstone复制到SDRAM中，最后跳到SDRAM中执行