JZ2440存储管理器学习

时间：2018-10-16 10:12:03

关键字： ARM 操作系统

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[导读]ARM片内资源中，内存很小，为了能够运行操作系统和大的应用程序，需要在ARM存储接口上进行扩展，如SDRAM,SRAM,ROM,FLASH等，ARM提供一个存储管理器部件，为访问外部存储设备提供存储地

ARM片内资源中，内存很小，为了能够运行操作系统和大的应用程序，需要在ARM存储接口上进行扩展，如SDRAM,SRAM,ROM,FLASH等，ARM提供一个存储管理器部件，为访问外部存储设备提供存储地址信号和控制信号，即存储器控制器。

硬件学习，首先要明确目的，多问为什么？引出存储器管理器作用：

（对SDRAM、网卡、nor等设备进行初始化，以便存储器管理器配合CPU进行与外设数据通讯）

1、为什么存在存储器管理器：

答：CPU不会管太多，CPU只会发出指令从某个地址读数据，此时存储器管理器会根据地址判断是什么设备，并负责数据操作，把CPU想操作的数据反馈给CPU

存储器管理器根据地址知道是什么东西，然后发出片选等信号（bank0-7）

2、想访问一个存储芯片需要哪些条件？

（1）地址线

（2）数据线 8/16/32 数据宽度

（3）时钟频率

（4）芯片相关特性

3、使用存储控制器访问外设的原理

S3C2440的地址空间：

27位地址线，32位数据线，8个片选信号。共8个存储器（BANK0-7）1GB，系统上电将从bank0开始执行。

S3C2440对外引出27根地址线ADDR0-ADDR26，访问范围只有128MB，CPU对外还引出8根片选信号nGCS0-nGCS7，对应BANK0-BANK7，当访问BANKx的地址空间时，nGCSx引脚输出低电平来选中外接设备。

这样每个128MB空间，共8个片选，对应1GB的地址空间。空间分布图如下：

BANK访问地址=Bank起始地址(0X30000000)+2^地址线地址（ADDR[25：0]）=0X30000000-0X33FFFFFF.

S3C2440是32位CPU，可以使用的地址范围理论达到4GB，除去上面连接外设的1GB空间外，还有一部分是CPU内部寄存器的地址，剩下的地址空间没有使用。

2440寄存器地址范围处于:0x4800 0000-5fff ffff,寄存器地址范围如下：

4、存储控制器与外设的关系

BANK0-BANK5的连接方式类似，BANK6连接SDRAM时复杂一些，SDRAM内部是一个存储阵列，指定一个行，再指定一个列，就可以准确找到所需要的单元格，而SDRAM有4个逻辑表格(L-BANK)

那么SDRAM的访问步骤为：

1）CPU发出片选信号nSCS0（与nGCS6是同一引脚）有效，选中SDRAM芯片

2）SDRAM有4个L-BANK，需要两个地址信号来选中其中一个，即ADDR24、ADDR25，如下图

3）对被选中的芯片进行同一的行/列（存储单元）寻址

根据SDRAM芯片的列地址线数目设置CPU相关寄存器后，CPU会从32位地址中自动分出L-BANK选择信号、行地址信号、列地址信号，然后先后发出行地址信号、列地址信号。L-BANK选择信号在发出行地址信号的同时发出，并维持到列地址信号结束

如上图：

行地址、列地址公用地址线ADDR2-ADDR14，使用nSRAS(R=Row)、nSCAS(C=Column)两个信号来区分它们，当nSRAS信号有效时，ADDR2-ADDR14发出的是行地址，对应地址空间bit[23:11]，当nSCAS信号有效时，ADDR2-ADDR14发出的是列地址，对应地址空间bit[10:2]。

4）找到存储单元后，被选中的芯片就要进行统一的数据传输。

开发板使用两片16bit的SDRAM芯片并联形成32位的位宽，与CPU的32根数据线DATA0-DATA31相连，BANK6的起始地址位0x30000000

5、存储控制器的寄存器使用方法

存储控制器共有13个寄存器，BANK0-BANK5只需要设置BWSCON和BANKCONx两个寄存器，BANK6、BANK7外接SDRAM时，还要设置REFRESH，BANKSIZE，MRSRB6,MRSRB7，等4个寄存器，下面分别说明

1）位宽和等待控制寄存器BWSCON

BWSCON中每四位控制一个BANK，最高4位对应BANK7、接下来4位对应BANK6，依次类推，如下图：

注：BANK0接NOR Flash 16位。

根据存储控制器与外设的关系可以确定BWSCON寄存器值为：0x22011110

2）BANK控制寄存器BANKCONx(x为0-5)

这些寄存器用来控制BANK0-BANK5外接设备的访问时序，使用默认0x0700即可

3）BANK控制寄存器BANKCONx(x为6-7)

根据时序图和SDRAM-EM63A165TS：决定取值