内存初始化
1.内存的分类:
(1)SRAM静态RAM,访问速度更快,但是成本高。常用在存储容量不大,速度要求高的场合。比如CPU的垫脚石采用的是SRAM。
(2)DRAM动态:由很多电容组成,需要定期充电保持信息,即刷新,故访问速度慢。
1.1SDRAM:同步动态随机存储器(synchronous dynamic random access memory)
同步:他的工作(命令传送和数据传输)要以同步时钟为基准。
动态:不断刷新来保持信息。
随机:不是线性按照地址存放信息,而是指定任意地址存放数据。
1.2DDR(double data rate SDRAM)和DDR2:双倍速率同步动态随机存储器。基于SDRAM,不仅在时钟上升沿可以存储数据,在下降沿也可以,从而速度翻倍。
而DDR2则是在DDR的基础上再翻倍。
1.3;2440用的是SDRAM,6410用的是DDR,210用的是DDR2.
2.内存的内部结构
2.1表结构:内存的存储结构就像一张表格,每一个单元格都可以存放数
2.2L_BANK:逻辑块,每一张表称之为L_BANK。由于技术,成本等原因无法将所有的单元格做在同一张表格(L_BANK),所以一个内存通常分为多个L_BNAK,通常为4块。
2.3寻址信息:
(1)L_BANK片选信号
(2)行地址
(3)列地址
3.容量计算 = 4 (L_BANK数目)x 单元格数目 x单元格容量
4.2440内存初始化:
4.1:地址空间:
(1)地址线:2440对外提供27条地址线,只能访问128MB的外设空间。
(2)片选信号:8个片选信号,扩大可访问的外设空间到1GB。
(3)外设空间:有2440的datasheet知道他将1GB分成8部分,即8块,通过不同的片选信号来访问不同的块空间。其中内存从band6开始(0x30000000),有可能 占用band7。
(4)存储器控制器:所谓对内存初始化,实质上是对CPU的存储器控制器进行初始化,由他对给出的地址进行分析转换得到片选信号和行列地址。而CPU和内部寄存器之间的访问则是通过CPU内部的32位总线进行的。
4.2:内存芯片连接
由于每个单元格的容量是16bit,即内存芯片的数据宽度是16bit,而CPU的数据宽度是32bit,为了避免浪费,就用两块内存芯片并联,使得每一次cpu对内存访问的时候可以一次性取出32bit的数据。分为高16bit和低16bit。
当然不可避免的要涉及到片选信号,L_BANK选择信号,行列地址信号。
4.3存储器控制器寄存器
设置13个寄存器,要查阅2440的datasheet以及内存的datasheet,然后看时序图,找出寄存器的某些位控制的参数所需要设置的值。最后要学会在汇编里用循环的方式来给寄存器赋值。
5. 理论上2440可以寻址4GB,总体上分为内部空间和外设空间。外设空间又分为8个bank,每个bank为128MB
6. 6410也可以寻址4GB空间,但是6410把地址空间划分为三个部分,一个是保留区(高2GB),一个是外设区(256MB),一个是主存储区(1972MB)。
主存储区又分为五个部分
(1)boot镜像区:不匹配任意硬件外设,负责把相应的外设映射到该处。CPU上电后从这里取指运行。
(2)内部存储区:分两个部分:IROM和ISRAM,虽然理论上各有64MB,但是IROM实际有效的只有32KB,ISRAM有效的只有8KB
(3)静态存储区:类似于2440的外设区,分成6个bank,可以接NORFLASH,onenand等外设。
(4)保留区:256MB,不用
(5)动态存储区:就是用来连接内存的,所以6410的内存起始地址是0x50000000
下面主讲6410内存初始化
打开6410的手册192页
先看第一句,翻译过来就是给memc_cmd寄存器写入0b100,使DRAM寄存器处于配置的状态。
我们找到这个memc_cmd寄存器,地址是0x7e001004,所以代码如下ldr r0, =0x7e001004ldr r0, =0x7e001004
ldr r0, =0x7e001004 mov r1, #0x4 str r1, [r0]
这就使DRAM寄存器处于配置的状态。
接着看第二句,写内存时序参数、芯片配置、和身份配置寄存器
这一部分和2440的芯片的内存配置差不多,不一样的是2440的内存配置只有这么多,没有上面的使DRAM寄存器处于配置的状态。
接下来就一个一个配置寄存器
这个寄存器有32位,每个位都有说明,具体看对这个寄存器的说明
31位到23位是被保留的,所以不需要看。
接下来的这个位具体要看你板子上的内存芯片的参数来配置,所以我只能按照我的板子来设置。
ldr r0, =0x7e00100c ldr r1, =0x00010012 str r1, [r0]
再接着是这个寄存器
这个是设置DRAM的刷新周期,只有0~14位
ldr r0, =0x7e001010 ldr r1, =( ( 7800 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0]
这个具体为什么刷新时间这个数,我目前也没弄清楚
再接着是这个寄存器
具体什么意思看英文,是这样设置
ldr r0, =0x7e001014 mov r1, #(3 << 1) str r1, [r0]
由于寄存器众多,这里就不再一一讲解
给出第二步的初始化代码
ldr r0, =0x7e001010 ldr r1, =( ( 7800 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001014 mov r1, #(3 << 1) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001018 mov r1, #0x1 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00101c mov r1, #0x2 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001020 ldr r1, =( ( 45 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001024 ldr r1, =( ( 68 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001028 ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00102c ldr r1, =( ( 80 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001030 ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001034 ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001038 ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00103c mov r1, #0x07 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001040 mov r1, #0x02 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001044 ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001048 ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00100c ldr r1, =0x00010012 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00104c ldr r1, =0x0b45 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001200 ldr r1, =0x150f8 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001304 mov r1, #0x0 str r1, [r0]
这里第二步就结束
接下来看第三步
等待200us的系统上电和时钟稳定
接下来第四步
执行内存初始化程序
代码如下
@issue NOP ldr r0, =0x7e001008 ldr r1, =0xc0000 str r0, [r0] @issue prechargeall ldr r0, =0x7e001008 ldr r1, =0x0 str r0, [r0] @issue refresh ldr r0, =0x7e001008 ldr r1, =0x4 str r0, [r0] @issue refresh ldr r0, =0x7e001008 ldr r1, =0x4 str r0, [r0] @issue mrs ldr r0, =0x7e001008 ldr r1, =0xa0000 str r1, [r0] @issue mrs ldr r0, =0x7e001008 ldr r1, =0x80032 str r1,[r0]
接下来第五步
给这个memc_cmd寄存器写入000,是他处于等待状态
ldr r0, =0x7e001004 mov r1, #0x0 str r1, [r0]
接下来第六步
检查内存的状态是否为b01,01就代表着准备
check_ready: ldr r0, =0x7e001000 ldr r1, [r0] mov r2, #0x3 and r1, r1, r2 cmp r1, #0x1 bne check_ready mov pc, lr
到这里6410初始化就完成了
下面附上2440内存初始化程序
#define mem_contrl 0x48000000 init_sdram: ldr r0, =mem_contrl add r3, r0, #4*13 adrl r1, mem_data 0: ldr r2, [r1], #4 str r2, [r0], #4 cmp r0, r3 bne 0b mov pc, lr mem_data: .long 0x22000000 .long 0x00000700 .long 0x00000700 .long 0x00000700 .long 0x00000700 .long 0x00000700 .long 0x00000700 .long 0x00018001 .long 0x00018001 .long 0x008c04f5 .long 0x000000b1 .long 0x00000030 .long 0x00000030