jz2440存储管理实验【学习笔记】
平台:jz2440
作者：庄泽彬(欢迎转载，请注明作者)
说明：韦东山一期视频学习笔记
简介:先来简单的说明一下这次的实验，看看下图，我们的程序通过烧录器下载到nandflash当中去，之后在启动的时候s3c2440会把nandflash的前4k的内容copy到内部的ram当中运行，我们这次实验的主要目的是把在芯片内部运行的程序，拷贝到sdram当中运行。
一、原理图:
jz2440是使用2块32M的sdram，组合成64M的sdram来使用的LADDR2 ~LADDR14 是地址线，LDATA0 ~LDATA31是输出的数据引脚,LnGCS6 是片选引脚，LnSRAS 列脉冲选中引脚、LnGCS6 行脉冲选择引脚、在上图中sdram的寻址方式是先选中处于哪一个bank，之后在发出行地址和列地址来找到存储的内容，BA0、BA1是bank选择引脚，是用来确定具体位于哪个bank使用的。
仔细看一下sdram的连接方式数据引脚是LADDR2 ~LADDR14连接到A0~A12,为什么不从LADDR0开始呢？下面我们来详细说一下。
jz2440使用的sdram是使用两片16位的sram组成32位数据宽度，也就是说我们发出一个地址，假设地址为0x00000000,我们读取到的是4个字节的内容，按照下图读取的内容为1,2,3,4，如果地址为0x00000001,读取的内容还是1,2,3,4。至于是哪个数据是在内存控制器处理之后发给CPU的。因此A0,A1地址线完全没有必要，不能用A0,A1取出其中的一个内容，因此A0,A1不接。
为什么要使用LADDR24 、LADDR25作为bank的选择引脚，这是根据芯片手册上给的建议连接的，请看下图.
二、配置sdram
我们这次实验的目的是在sdram中运行我们的程序，因此我们要初始化sdram之后才能够使用它，要使用sdram我们一共要配置13个寄存器，即可使用。
2.1 BWSCON寄存器是用来配置sdram的数据位宽度的，jz2440可以用来接sdram的bank，只有bank6以及bank7，实际使用的是bank6.因此把bank6配置成32位，
因此BWSCON设置为0x22011110
2.2接下来有BANKCON0~BANKCON5这6个寄存器，这是用来控制其他的内存接口的，我们没有用到设置成默认值0x0700.
2.3BANKCON6与BANKCON7的配置，我们BANKCON6与BANKCON7外接的是sdram因此MT[16:15]设置为11，根据datasheet如何配置为sdram的话，要设置的主要有[3:2]以及[1:0]位，Tcrd[3:2]设置为推荐的值10，SCAN[1:0]用来配置列地址的位数，我们的sdram为9位因此设置为0x01,因此这个寄存器设置为0x18005
2.4 刷新控制寄存器REFRESH 的配置：
REFEN[23]位设置为1使能这个寄存器
TREFMD[22]位设置为0，设置为自动刷新模式
trp[21:20]位设置为0，设置预充电时间为2个时钟周期
tsrc[19:18]位设置为默认值11
refreshe counter[10:0]刷新周期，计算公式为：刷新时间=(2^11+1-refresh_count)/HCLK，从sdram的数据手册HY57V561620C(L)T(P)(Rev.0.5)可以查看到刷新周期64ms refresh period (8K Cycle) ，因此刷新周期为64ms/8192=7.8125us，此时我们还没有使用pll，sdram的时钟频率为12M，因此refresh_count=2^11+1-12*7.8125=1955，因此REFRESH设置为0x008c07a3。
2.5 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
2.6 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
3 实验代码：
head.S
1 @************************************************************************* 2 @ File：head.S 3 @ 功能：设置SDRAM，将程序复制到SDRAM，然后跳到SDRAM继续执行 4 @************************************************************************* 5 6 .equ MEM_CTL_BASE, 0x48000000 7 .equ SDRAM_BASE, 0x30000000 8 9 .text 10 .global _start 11 _start: 12 bl disable_watch_dog @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启 13 bl memsetup @ 设置存储控制器 14 bl copy_steppingstone_to_sdram @ 复制代码到SDRAM中 15 ldr pc, =on_sdram @ 跳到SDRAM中继续执行 16 on_sdram: 17 ldr sp, =0x34000000 @ 设置堆栈 18 bl main 19 halt_loop: 20 b halt_loop 21 22 disable_watch_dog: 23 @ 往WATCHDOG寄存器写0即可 24 mov r1, #0x53000000 25 mov r2, #0x0 26 str r2, [r1] 27 mov pc, lr @ 返回 28 29 copy_steppingstone_to_sdram: 30 @ 将Steppingstone的4K数据全部复制到SDRAM中去 31 @ Steppingstone起始地址为0x00000000，SDRAM中起始地址为0x30000000 32 33 mov r1, #0 34 ldr r2, =SDRAM_BASE 35 mov r3, #4*1024 36 1: 37 ldr r4, [r1],#4 @ 从Steppingstone读取4字节的数据，并让源地址加4 38 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 39 cmp r1, r3 @ 判断是否完成：源地址等于Steppingstone的未地址？ 40 bne 1b @ 若没有复制完，继续 41 mov pc, lr @ 返回 42 43 memsetup: 44 @ 设置存储控制器以便使用SDRAM等外设 45 46 mov r1, #MEM_CTL_BASE @ 存储控制器的13个寄存器的开始地址 47 adrl r2, mem_cfg_val @ 这13个值的起始存储地址 48 add r3, r1, #52 @ 13*4 = 54 49 1: 50 ldr r4, [r2], #4 @ 读取设置值，并让r2加4 51 str r4, [r1], #4 @ 将此值写入寄存器，并让r1加4 52 cmp r1, r3 @ 判断是否设置完所有13个寄存器 53 bne 1b @ 若没有写成，继续 54 mov pc, lr @ 返回 55 56 57 .align 4 58 mem_cfg_val: 59 @ 存储控制器13个寄存器的设置值 60 .long 0x22011110 @ BWSCON 61 .long 0x00000700 @ BANKCON0 62 .long 0x00000700 @ BANKCON1 63 .long 0x00000700 @ BANKCON2 64 .long 0x00000700 @ BANKCON3 65 .long 0x00000700 @ BANKCON4 66 .long 0x00000700 @ BANKCON5 67 .long 0x00018005 @ BANKCON6 68 .long 0x00018005 @ BANKCON7 69 .long 0x008C07A3 @ REFRESH 70 .long 0x000000B1 @ BANKSIZE 71 .long 0x00000030 @ MRSRB6 72 .long 0x00000030 @ MRSRB7
leds.c
1 #define GPFCON (*(volatile unsigned long *)0x56000050) 2 #define GPFDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000054) 3 4 #define GPF4_out (1<<(4*2)) 5 #define GPF5_out (1<<(5*2)) 6 #define GPF6_out (1<<(6*2)) 7 8 void wait(volatile unsigned long dly) 9 { 10 for(; dly > 0; dly--); 11 } 12 13 int main(void) 14 { 15 unsigned long i = 0; 16 17 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 18 19 while(1){ 20 wait(30000); 21 GPFDAT = (~(i<<4)); // 根据i的值，点亮LED1,2,4 22 if(++i == 8) 23 i = 0; 24 } 25 26 return 0; 27 }
Makefile
1 sdram.bin : head.S leds.c 2 arm-linux-gcc -c -o head.o head.S 3 arm-linux-gcc -c -o leds.o leds.c 4 arm-linux-ld -Ttext 0x30000000 head.o leds.o -o sdram_elf 5 arm-linux-objcopy -O binary -S sdram_elf sdram.bin 6 arm-linux-objdump -D -m arm sdram_elf > sdram.dis 7 clean: 8 rm -f sdram.dis sdram.bin sdram_elf *.o
具体的代码就留给大家自己分析了，我大概说一下程序，先关闭看门狗，初始化sram控制器，将内容中4k拷贝到sdram当中，之后跳转到sdram中执行代码点亮LED。下面我们主要分析程序是怎么从内存跳转到sdram中执行代码的。
head.s中执行了 ldr pc, =on_sdram 语句就跳转到sdram中，为什么呢？
查看head.s的反汇编文件，ldr pc, =on_sdram被反汇编成ldr pc, [pc, #144] ; 300000a4 <mem_cfg_val+0x34>，那么PC会指向多少呢？
pc的计算公式pc=pc+8 三级流水线存在的原因。
pc = 12+8+144=164=0xa4,PC到a4的地址取数据为30000010，因此PC值为30000010，因此执行完之后就跳转到sdram中执行。
觉得不错，就给我点小支持吧，蟹蟹
