【ARM学习笔记】三、S3C2440A的存储控制器及启动过程

存储控制器

S3C2440A是32位处理器，理论上拥有32根地址线，寻址空间0x00000000~0xFFFFFFFF，即4G

而实际上，S3C2440A只拥有27根地址线，实际物理寻址空间为0x00000000~0x07FFFFFF，即128MB

除了这27根地址线，S3C2440A还对外引出了8根片选信号线，这样组合起来就能达到1G的物理寻址空间，即0x00000000~0x3FFFFFFF

每一块称为一个BANK，每一块都有128MB，共有BANK0~BANK7，其中BANK0、BANK6、BANK7比较特殊。

为了便于使用，S3C2440A拥有独立的存储控制器，这样，CPU只要将地址发送给存储控制器，由存储控制器自动选择相对应的外部存储设备，上图就是S3C2440A的寻址空间图

同时，S3C2440A中也内置了一个4K大小的SRAM内存，称为“Steppingstone”。

另外S3C2440的寄存器也占用总线地址的，例如GPxCON，USB Host等等

上图左边表示不使用Nand Flash作为启动ROM时的映射图，一般情况指的是使用Nor Flash作为启动ROM，这时，Nor Flash使用BANK0，使用的总线地址空间为0x00000000~0x08000000，片内内存“Steppingstone”使用的总线地址空间为0x40000000~0x40000FFF

上图右边表示使用Nand Flash作为启动ROM，这时，片内内存“Steppingstone”占用总线地址空间为0x00000000~0x00000FFF，Nor Flash将无法使用（至于原因，看完下面就知道了）

启动方式

S3C2440A在上电后，将开始从总线地址0x00000000读取指令执行，而S3C2440A的启动方式由其两个引脚OM0和OM1控制，请看下图



由上图可知，S3C2440A支持两种启动模式：Nand和非Nand（一般是Nor Flash），具体采用的方式取决于OM0、OM1两个引脚的状态。

Nor Flash拥有与内存相同的接口，可以接在存储控制器上被CPU直接访问，但由于寿命低，容量小，价格贵，一般都使用Nand Flash作为首选启动方式

而根据Nand Flash的特性，其访问方式较Nor Flash复杂，只能接在Nand Flash控制器上被CPU间接访问

如果S3C2440被配置成从Nand Flash启动，在S3C2440上电后，Nand Flash控制器的会自动的把Nand Flash上的前4K数据复制到内部SRAM中，也就是所谓的“Steppingstone”，同时把这段片内SRAM映射到nGCS0片选的空间（即0x00000000）。系统会从这个内部SRAM中启动，程序员需要完成的工作，就是把最核心的启动程序放在Nand Flash的前4K中，也就是说，你需要编写一个长度小于4K的引导程序，作用是将主程序拷贝到外部RAM (一般是SDRAM)中运行。

而在Nand Flash方式启动的情况下，系统是“看不到”Nor Flash的，因为Nor Flash也是挂在nGCS0（nGCSx指的是片选引脚，nGCS0对应BANK0）上的，而nGCS0的地址空间已经被占用了。

当选择从Nor Flash启动时，需要根据Nor Flash的位宽来配置OM1和OM0引脚，当位宽为16bit时，OM1和OM0应该分别是低电平和高电平；当位宽为32bit时，OM1和OM0应该分别是高电平和低电平。

此时，Nor Flash被映射到0x00000000地址（就是nGCS0，这里就不需要片内SRAM来辅助了，而片内SRAM的起始地址映射到了0x40000000）。 然后S3C2440A从0x00000000开始运行（也就是在Nor Flash中运行）。

从上面可知，CPU只能从总线地址0x00000000启动，所以在使用Nor Flash启动时，程序可以直接在Nor Flash执行，而无需片内SRAM辅助，Nor Flash占用总线地址0x00000000

如果使用Nand Flash启动时，需要片内SRAM辅助启动，片内SRAM占用总线地址0x00000000，Nor Flash无法使用（貌似Nor Flash只能接在BANK0上面）

<完结>