AT32 MCU SDRAM控制器的使用

SDRAM介紹

同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SDRAM）特點(diǎn)：

同步：memory工作時(shí)需要同步時(shí)鐘

動(dòng)態(tài)：存儲(chǔ)陣列需要不斷刷新

隨機(jī)：自由指定地址讀寫(xiě)數(shù)據(jù)

容量大價(jià)格便宜

SDRAM存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

SDRAM支持多BANK，通過(guò)指定BANK號(hào)，行地址，列地址找到目標(biāo)存儲(chǔ)單元。

圖1 存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

? ?

SDRAM信號(hào)線

SDRAM內(nèi)部框圖

如下以W9825G6KH內(nèi)部框圖舉例：

圖2 W9825G6KH框圖

1時(shí)鐘控制

2命令控制

3地址控制

4存儲(chǔ)陣列，4個(gè)BANK

5數(shù)據(jù)

SDRAM常用命令表

SDRAM通過(guò)信號(hào)線上的不同狀態(tài)來(lái)產(chǎn)生各種命令。

表1 SDRAM命令表

?

注意：L=Low Level H=High Level X=don't Care A10=H表示Precharge all bank，A10=L表示Precharge選擇的BANK

No-Operation 表示選中當(dāng)前設(shè)備，當(dāng)前沒(méi)有操作。

Bank/Row active 在對(duì)SDRAM進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，需要先激活對(duì)應(yīng)的bank和行，該命令用于選擇一個(gè)bank的一行進(jìn)行激活，以便接下來(lái)進(jìn)行讀寫(xiě)訪問(wèn)。

Read 激活的行有效之后，對(duì)列地址進(jìn)行尋址，讀出數(shù)據(jù)。

Write 激活的行有效之后，對(duì)列地址進(jìn)行尋址，寫(xiě)入數(shù)據(jù)。

Precharge 預(yù)充電命令，在某一行上的讀寫(xiě)完成之后，關(guān)閉現(xiàn)有的行，準(zhǔn)備激活新行。

Refresh 刷新命令，SDRAM需要不斷的刷新操作才能保存數(shù)據(jù)，根據(jù)SDRAM設(shè)備參數(shù)按照固定周期進(jìn)行刷新。

Load Mode Register 加載模式寄存器，修改SDRAM設(shè)備的功能參數(shù)，burst模式，latency等。

圖3 mode register

? ?

SDRAM Power On Sequence

圖4 SDRAM Power On

AT32 SDRAM控制器

SDRAM控制器主要特點(diǎn)如下：

同時(shí)支持兩個(gè)SDRAM設(shè)備

支持8位/16位數(shù)據(jù)總線寬度

支持13位行地址，11位列地址（最大可以支持4x16Mx16bit=128MB）

支持4個(gè)內(nèi)部Bank

支持word/half word/byte訪問(wèn)

支持Burst Read，有6x32bit讀FIFO緩存

SDRAM時(shí)鐘支持HCLK/2, HCLK/3, HCLK/4

支持低功耗模式（自刷新模式，掉電模式）

地址映射

圖5 SDRAM地址映射

?

SDRAM Device1起始地址：0xC0000000 SDRAM Device2起始地址：0xD0000000

I/O引腳配置

表2 SDRAM IO引腳列表

使用SDRAM IO引腳初始化如下，可根據(jù)具體使用引腳進(jìn)行修改：

SDRAM讀寫(xiě)時(shí)序

寫(xiě)SDRAM時(shí)序

讀SDRAM時(shí)序

? ?

SDRAM配置

通過(guò)配置寄存器SDRAM_CTRLx來(lái)設(shè)置SDRAM設(shè)備的容量，訪問(wèn)方式等，詳細(xì)信息可參考RM。此寄存器包括如下配置：（W9825G6KH作為示例）

行地址/列地址配置

?

行地址和列地址根據(jù)SDRAM設(shè)備地址位數(shù)進(jìn)行配置，如下示例：

數(shù)據(jù)總線寬度

?

根據(jù)SDRAM設(shè)備支持?jǐn)?shù)據(jù)總線寬度進(jìn)行配置，如下示例支持16bit數(shù)據(jù)寬度：

內(nèi)部區(qū)塊個(gè)數(shù)

?

SDRAM設(shè)備支持內(nèi)部bank個(gè)數(shù)：

列地址選通延遲（CAS）

?

SDRAM設(shè)備支持延遲：

寫(xiě)保護(hù)配置（WRP）

如果配置了寫(xiě)保護(hù)，在寫(xiě)SDRAM設(shè)備時(shí)會(huì)參數(shù)Bus error。

XMC_SDCLK時(shí)鐘分頻（CLKDIV）

BSTR（連續(xù)讀）

RD（讀延時(shí)）

配置代碼例程：

? ?

SDRAM時(shí)序參數(shù)配置

要正常使用SDRAM設(shè)備，需要正確配置此部分的實(shí)現(xiàn)參數(shù)，此參數(shù)可在SDRAM設(shè)備的datasheet中找到對(duì)應(yīng)值。

配置寄存器SDRAM_TMx：

TMRD（加載模式寄存器到激活延遲）

TXSR（退出自刷新延遲）

TRAS（自刷新周期）

TRC（刷新命令到激活命令延遲）

TWR（寫(xiě)命令到預(yù)充電命令延遲）

TRP（預(yù)充電到激活命令延遲）

TRCD（行激活到列延遲）

例TRCD：最小18ns，SDRAM時(shí)鐘144MHz，一個(gè)SDRAM時(shí)鐘大約為7ns，因此TRCD至少要配置為延遲3個(gè)SDRAM時(shí)鐘周期。 例TWR：SDRAM設(shè)備要求2個(gè)SDRAM時(shí)鐘，因此配置為2

SDRAM設(shè)備對(duì)時(shí)序要求：（W9825G6KH作為示例）

配置代碼例程：

? ?

SDRAM啟動(dòng)序列配置

Clock enable時(shí)鐘使能

預(yù)充電

設(shè)置刷新計(jì)數(shù)器

計(jì)算方法：counter=（SDRAM resfresh period / number of rows）-20；

刷新速率=64ms/8K=7.8125us； counter=7.8125us*144MHz–20=1105；

自動(dòng)刷新

加載模式寄存器

SDRAM例程

SDRAM Basic 此例程配置SDRAM設(shè)備之后，對(duì)SDRAM設(shè)備進(jìn)行讀寫(xiě)操作，并判斷讀寫(xiě)數(shù)據(jù)是否正確，包括如下步驟：

GPIO初始化

SDRAM配置

SDRAM啟動(dòng)序列

SDRAM讀寫(xiě)訪問(wèn)

?

SDRAM DMA

此例程配置SDRAM設(shè)備之后，使用對(duì)SDRAM設(shè)備進(jìn)行讀寫(xiě)操作，并判斷讀寫(xiě)數(shù)據(jù)是否正確，包括如下步驟：

GPIO初始化（同SDRAM Basic）

SDRAM配置（同SDRAM Basic）

SDRAM啟動(dòng)序列（同SDRAM Basic）

SDRAN DMA讀寫(xiě)

? ? ?

審核編輯：湯梓紅