應(yīng)用筆記|STM32MP1 系列 MPU 的 DDR 配置

本文檔描述在 STM32MP1 系列 MPU 產(chǎn)品上配置 DDR 子系統(tǒng)（DDRSS）所需的流程和步驟。

設(shè)定 DDR 控制器（DDRCTRL）、PHY 接口（DDRPHYC）和 SDRAM 模式寄存器的多個(gè)參數(shù)以及設(shè)置完成 DDRSS 配置。

根據(jù) DDR 類型、DDR 大小、DRAM 拓?fù)?、運(yùn)行時(shí)間頻率和 SDRAM 器件數(shù)據(jù)手冊(cè)參數(shù)確定這些參數(shù)。所有這些參數(shù)必須在初始化序列期間設(shè)定。

STM32CubeMX DDR 測(cè)試套件使用直觀的面板和菜單隱藏了與確定正確參數(shù)和初始化啟動(dòng)相關(guān)的復(fù)雜性（請(qǐng)參考[6]）。為了快速設(shè)置要運(yùn)行的 DDRSS，用戶只需提供很少幾個(gè)輸入?yún)?shù)即可完成配置?？梢允褂靡恍└呒?jí)用戶模式和特殊功能（當(dāng)它們對(duì)于應(yīng)用而言十分重要時(shí)）。

在系統(tǒng)啟動(dòng)階段，為了優(yōu)化時(shí)序裕量，支持多種 PHY 調(diào)諧?？梢允褂?STM32CubeMX 啟動(dòng)這些調(diào)諧。PHY 調(diào)諧結(jié)果可以保存并在后續(xù)冷復(fù)位時(shí)恢復(fù)。

在啟動(dòng)階段，用戶可以運(yùn)行大量測(cè)試套件。這些測(cè)試可以使用 STM32CubeMX 啟動(dòng)，并用于確認(rèn) DDR 配置的穩(wěn)健性。

目錄預(yù)覽

1 概述

2 DDR 子系統(tǒng)初始化和配置

3 配置參數(shù)

4 配置序列和參數(shù)

5 DDR3/3L 配置

6 LPDDR2 配置

7LPDDR3 配置

8STM32CubeMX 的 DDR 測(cè)試

9 高級(jí)用戶配置

1. 概述

本文檔適用于 STM32MP1 系列基于 Arm的 MPU。

2.DDR 子系統(tǒng)初始化和配置

DDR 子系統(tǒng)包括 DDRCTRL 和 DDRPHYC（參見(jiàn)下圖）。

DDRCTRL 支持在正常操作期間通過(guò)命令和刷新調(diào)度進(jìn)行 DDR 命令調(diào)度。

DDRPHYC 是一種 DDR PHY 接口，具有連接 DDRCTL 的 DFI 接口[7]和字節(jié)通道架構(gòu)，適合連接頻率不超過(guò) 533MHz 的 DDR3/3L 和 LPDDR2/3。

DDRPHYC 完全支持具有多個(gè) PHY 調(diào)諧選項(xiàng)（內(nèi)置）的 DDR 初始化。

DDRPYC 包含 BIST 引擎，用于支持軟件驅(qū)動(dòng)的調(diào)諧。

2.1 DDRSS 和 SDRAM 初始化

器件根據(jù) SDRAM 啟動(dòng)序列對(duì)電源、時(shí)鐘和復(fù)位進(jìn)行內(nèi)部排序。

圖 2 所示的 PHY 初始化序列由 DDRPHYC 物理實(shí)用模塊（PUB）控制。這一基于 PUB 的初始化序列在DDRPHYC 從復(fù)位狀態(tài)釋放后啟動(dòng)，并根據(jù) DDRPHYC.PIR 寄存器進(jìn)行排序。

初始化序列包括以下步驟：

1.DDRCTRL 和 DDRPHYC 初始化包括內(nèi)部時(shí)序模塊（ITM）復(fù)位以及 DLL 復(fù)位和鎖定

2. DDRPHYC I/O 初始校準(zhǔn)（ZCAL），與 DLL 鎖定同時(shí)啟動(dòng)

3. 通過(guò)模式寄存器寫(xiě)入和校準(zhǔn)命令執(zhí)行 SDRAM 初始化

4. 內(nèi)置 DQS 門(mén)控訓(xùn)練（DQSTRN）

提示 ：

? 在 SSTL 模式下為所有 SDRAM 設(shè)置 DDRPHYC I/O。

? DQS 門(mén)控訓(xùn)練是可選的。但是，建議在每次初始化時(shí)運(yùn)行內(nèi)置 DQS 門(mén)控訓(xùn)練。

2.2DDRCTRL 配置

大多數(shù) DDRCTRL 寄存器是靜態(tài)的，并在 DDRCTRL 從復(fù)位狀態(tài)釋放和 AXI 端口使能前加載。這是在 DDR 軟件驅(qū)動(dòng)器的支持下實(shí)現(xiàn)的。

在 DDRPHYC 和 DDCTRL 完成初始化后，DDR 子系統(tǒng)就緒，使能 AXI 端口是最后一個(gè)步驟。

通過(guò)從 STM32CubeMX DDR 面板選擇的菜單/選項(xiàng)提供的極少信息確定 DDRCTRL 和 DDRPHYC 寄存器的配置。

然后，DDRSS 配置被保存并恢復(fù)到 DDRCTRL 和 DDRPHYC 寄存器，用于后續(xù)的復(fù)位和正常操作。

2.3 DDR 配置

配置 DDR 所需的步驟如下：

1.為 DDRCTRL 和 DDRPHYC 寄存器確定并設(shè)定合適值。

2. 啟動(dòng) DDRCTRL 和 DDRPHYC 初始化序列。

3. 啟動(dòng)具有參數(shù)保存和恢復(fù)功能的 DDR 調(diào)諧（可選）。

4. 啟動(dòng) DDR 測(cè)試（可選）。完整配置流程和參數(shù)如下圖所示

按照第 3 節(jié) 配置參數(shù)中的類型描述配置參數(shù)。

2.4 DDR PHY 調(diào)諧

除了使用強(qiáng)制 DQS 門(mén)控訓(xùn)練（DQSTRN）確定讀脈沖期間 DQS 門(mén)控的最佳位置，DDRPHYC 還支持兩種讀取時(shí)序優(yōu)化，即 PHY 調(diào)諧。

以下從 STM32CubeMX 驅(qū)動(dòng)的軟件例程支持 PHY 調(diào)諧，以優(yōu)化讀時(shí)序裕量：

? DQS 門(mén)控訓(xùn)練（可在 DDR PHY 調(diào)諧期間以交互方式啟動(dòng)的軟件）

? DQ 位去時(shí)滯，以補(bǔ)償 DQ 位通道讀取延遲

? DQS 眼圖居中，用于調(diào)節(jié) DQS/DQS#延遲以實(shí)現(xiàn)最佳 DQ 采樣

建議在系統(tǒng)初啟階段進(jìn)行 PHY 調(diào)諧。為每個(gè)字節(jié)通道執(zhí)行調(diào)諧。由于 PHY 調(diào)諧時(shí)間可能較長(zhǎng)（幾十秒），必須為后續(xù)復(fù)位和 PHY 初始化（例如，在冷復(fù)位和待機(jī)退出時(shí)）保存和恢復(fù)調(diào)諧參數(shù)。

更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)第 3.4 節(jié) PHY 調(diào)諧。

2.5DDR 測(cè)試

在配置 DDR 并為優(yōu)化時(shí)序調(diào)諧 PHY 后，必須通過(guò)運(yùn)行從 STM32CubeMX 啟動(dòng)的大量測(cè)試序列檢查配置的穩(wěn)健性。

在初啟階段使用 DDR 之前, 必須運(yùn)行 STM32CubeMx 建議的所有測(cè)試和級(jí)別。第 8 節(jié) STM32CubeMX 的 DDR 測(cè)試中描述了 DDR 測(cè)試和測(cè)試流程，以及故障診斷和處理措施。

DDR 子系統(tǒng)初啟在 DDR 配置、調(diào)諧和壓力測(cè)試成功后完成。保存配置參數(shù)用于正常運(yùn)行模式初始化和 DDR run 模式。

3.配置參數(shù)

DDR 配置參數(shù)（無(wú)論適用于 DDRCTRL 還是 DDRPHYC）可分為以下幾組：

? 系統(tǒng)參數(shù)：DDR 類型（DDR3/LPDDR2/3）、總線寬度（16 位/32 位）、時(shí)鐘頻率和密度。脈沖長(zhǎng)度和時(shí)序模式取決于系統(tǒng)配置并由 STM32CubeMX 設(shè)置，用戶只需在 DDR 配置面板中輸入幾個(gè)必填項(xiàng)。

? 時(shí)序參數(shù)，根據(jù) DDR 時(shí)鐘頻率和 SDRAM 數(shù)據(jù)手冊(cè)確定。該組包括以下參數(shù)：

– 基礎(chǔ)時(shí)序

– JEDEC 內(nèi)核時(shí)序

– 次級(jí)時(shí)序

? 運(yùn)行模式和特殊參數(shù)，與性能調(diào)度、刷新時(shí)序和地址映射有關(guān)。從配置面板上推薦給用戶的預(yù)定義設(shè)置中選擇這些參數(shù)。STM32CubeMX DDR 配置提示了一些參數(shù)和選項(xiàng)（例如，設(shè)置特定模式或擴(kuò)展溫度支持）。

? PHY 調(diào)諧參數(shù)，與在初始化期間使用一些 PHY 內(nèi)置模塊或執(zhí)行的軟件序列確定的 PHY 時(shí)序有關(guān)。該組包括以下參數(shù)：

– DQS 門(mén)控訓(xùn)練（DQSTRN）

– DQ 通道位去時(shí)滯細(xì)步長(zhǎng)延遲

– DQS 眼圖居中細(xì)步長(zhǎng)延遲PHY 調(diào)諧結(jié)果可通過(guò) STM32CubeMx 進(jìn)行保存和恢復(fù)。

更多詳細(xì)信息，請(qǐng)參見(jiàn)[1]。

本文檔主要描述在 STM32MP1 系列 MPU產(chǎn)品上配置 DDR 子系統(tǒng)（DDRSS）所需的流程和步驟。由于文章篇幅有限僅展示部分信息，完整內(nèi)容請(qǐng)點(diǎn)擊“閱讀原文”下載原文檔。

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