s3c2440 存儲系統(tǒng)和I/O空間 認識

1,板上的存儲資源

兩個32M的SDRAM.

一個2M的NOR FLASH

一個128M(有些是64M)的NAND FLASH

以上這些資源看原理圖便知.

2,板上的I/O資源

這塊板子上(準(zhǔn)確的說是S3C2440)的I/O空間是用存儲映射的方法映射到存儲空間上的,也就說I/O空間是要占用存儲空間的.

3,各種存儲器的區(qū)別與各自的用途

為什么這塊板子上有那么多存儲設(shè)備呢?原因很簡單.每種存儲設(shè)備的用途都不一樣,而且為了兼顧廣大用戶的需要,也必須有不同的存儲設(shè)備.首先說SDRAM.(寫到這突然想起忘了說SRAM了.SRAM是靜態(tài)隨機存儲器,它具有掉電不丟失數(shù)據(jù)且不必頻繁刷新的特點,存儲速度快,相當(dāng)于PC的內(nèi)存,看來這塊相當(dāng)于內(nèi)存的東西很重要,可是剛剛怎么沒說有這塊東西呢?原因很簡單.因為本來就沒有.其實,如果需要隨機存儲器,SDRAM就是隨機存儲器啊,只是它需要不斷的刷新以保持里面的數(shù)據(jù)(電平).說到這,SDRAM的作用同學(xué)們也應(yīng)該了解了.也就說我們這塊板子就是有64M的內(nèi)存,足夠用了.

其次說說NOR FLASH.NOR FLASH是具有SRAM接口特性的ROM.可是NOR FLASH才2M未免太少了,沒錯,是很少,可是我們有NAND FLASH啊,它也是ROM啊,所以加起來我們可以說這塊板子有130M(66M)的硬盤.這也足夠用了,可以少好幾個Linux了.

再說說NAND FLASH,NAND FLASH可以做的很大,但是速度卻比不上NOR FLASH,NOR FLASH能做快卻不能做的大,所以,速度和容量是一對矛盾.為了克服這對矛盾,這板子上兩種FLASH都有了.各有用途.另外,初學(xué)者一定要知道NAND FLASH與NOR FLASH啟動的不同吧.這是跟他們的特性有關(guān)的,接下來談?wù)?

4,NOR FLASH啟動與NAND FLASH啟動

開發(fā)板上有一個S2開關(guān),當(dāng)它打在NOR一端是就是NOR啟動.相反,打在另一端就是NAND FLASH啟動了.先說著兩種啟動的不同,再說說硬件上是如何啟動的,空間有時如何分配的.當(dāng)S2打在NAND FLASH啟動,那么程序就是在NAND FLASH上跑起來.其實,在內(nèi)部還有一個4K字節(jié)的steppingstone的緩沖器(其實這是一個SRAM),當(dāng)選擇NAND FALSH啟動時,這個緩沖器映射在地址0x0000_0000上,而它負責(zé)將NAND FLASH上的代碼復(fù)制到SDRAM上(大家都知道,程序運行時都是在RAM上運行的,怎么可能是在FLASH上運行呢,其實就是將FLASH上的代碼復(fù)制了而已)而負責(zé)復(fù)制這段代碼的東西就是傳說中的BIOS啦.

當(dāng)S2打在NOR FLASH一端時,又有什么區(qū)別呢?當(dāng)選擇用NOR FLASH啟動時,2M的NOR FLASH就映射到地址0x0000_0000上,程序就是從這里運行了.那難道程序就能從NOR FLASH上運行嗎?當(dāng)然不行,那為什么可以在這里啟動呢,其實這個NOR FLASH已經(jīng)安裝了BIOS的了(若有讀者不知什么是BIOS,那就暫且認為它的功能就是從FLASH上復(fù)制代碼到SDRAM就可以了)

4,S3C2410 S3C2440NAND存儲系統(tǒng)

大家都知道,32位可以尋址4G空間.但是S3C2440卻的存儲空間里把4G這樣子分的:

(途中只顯示最低的1G)

0x4000_0000只有還有3G空間是這樣分配:

OM[1:0]=01或者是10時:0x4000_0000-0x4000_0fff.這4字節(jié)的就是前面說的stepingstone的啦.0x4000_0fff_0x4800_0000是沒用到的.0x4800_0000-0x6000_0000的空間是特殊功能寄存器的.你發(fā)現(xiàn),所有的寄存器都是在這個范圍內(nèi)的.0x6000_0000—0Xffff_ffff的還是未用到的.

OM[1:0]=00時.這個時候如上圖所示.剛剛說的steppingstone映射到ox000_0000那里,也即是途中的BOOT INTERNAL SRAM.其他的一樣.

其實.S3C2440把低1G的空間分成了8塊,由圖可知,第0至6這七塊的起始地址是不變的.而第七段的地址是可變的(它的地址有第六塊需要用到多少來決定,反正就是第六第七是連在一起的).前6塊可以是ROM SRAM .最后兩塊不但可以是ROM,SRAM外,還可以是SDRAM.其實啊,簡單點的說,就是只有最后兩塊才能是SDRAM.也就是說SDRAM必須要映射到這兩塊里面.mini2440就是選擇映射在第七塊上,所以SDRAM的起始地址是0x3000_0000(這就是手冊上為什么在加載測試程序時DNW的初始值要設(shè)為這個,它就是為了想程序直接加載到SDRAM上,這只是做實驗而且,掉電后還是會丟失的.所以做產(chǎn)品時是不可能這樣做的).

剛剛說S3C2440把存儲空間分為8塊,它為什么要這么做呢?其實很簡單,即使它不這么做,我們也會這么做的.先了算一算數(shù):每塊128M,那就是需要27根地址線來尋址.而8塊呢就跟著引出與之一一對應(yīng)的8跟片選引腳.講到這聰明的讀者必能想到.其實這8根片選引腳就是里面用3根地址線譯碼出來的.所以一共用了30根地址線,30根不正好是1G么.呵呵.

說的差不多了.應(yīng)該有很多需要完善的,但是這對于初學(xué)者來說還是有一定的幫助吧?

S3C2440 MEMORY CONTROLLER詳解

上表是寄存器控制地址總線連接方式，我們使用2片SDRAM配置成32位的總線寬度，所以SDRAM上的A[12:0]接到S3C2440的A[14:2]引腳。
具體的S3C2440與兩片SDRAM接線方式如下圖所示：

SDRAM的工作時序作為ARM工程師了解即可，具體的讀寫控制由寄存器控制器完成，作為FPGA工程師則需要詳細了解SDRAM工作原理與時序，在此不再贅述。作為ARM工程師，最重要的是準(zhǔn)確配置與SDRAM相關(guān)的寄存器。

軟件可編程的大小端模式；

地址空間：每個BANK可尋址128MB（總共8個BANK 1GB空間）；

可編程的訪問位寬：BANK0為16或32位，其他BANK為8或16或32位；

8個存儲器BANK，其中6個用于ROM或者SRAM，2個用于ROM、SRAM或者SDRAM；

BANK0~BANK6的起始地址固定；

BANK7的起始地址和大小可編程；

所有存儲器BANK的訪問周期可編程；

外部wait信號可延長總線周期；

支持SDRAM的自刷新和掉電模式。