S3C2440的SDRAM驅(qū)動(dòng)

S3C2440對(duì)外引出了27根地址線(xiàn)ADDR0~ADDR26，它最多能夠?qū)ぶ?28MB，而S3C2440的尋址空間可以達(dá)到1GB，這是由于S3C2440將1GB的地址空間分成了8個(gè)BANKS（Bank0~Bank7），其中每一個(gè)BANK對(duì)應(yīng)一根片選信號(hào)線(xiàn)nGCS0~nGCS7，當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)BANKx的時(shí)候，nGCSx管腳電平拉低，用來(lái)選中外接設(shè)備，S3C2440通過(guò)8根選信號(hào)線(xiàn)和27根地址線(xiàn)，就可以訪(fǎng)問(wèn)1GB。如圖2-48所示。

圖2-48 S3C2440存儲(chǔ)器BANK

如圖所示，左側(cè)圖對(duì)應(yīng)不使用Nandflash啟動(dòng)時(shí)(通過(guò)跳線(xiàn)設(shè)置)，存儲(chǔ)器Bank分布圖，通常在這種啟動(dòng)方式里選擇Norflash啟動(dòng)，將Norflash焊接在Bank0，系統(tǒng)上電后，CPU從Bank0的開(kāi)始地址0x00000000開(kāi)始取指運(yùn)行。

上圖右側(cè)是選擇從Nandflash引導(dǎo)啟動(dòng)(通過(guò)跳線(xiàn)設(shè)置)，系統(tǒng)上電后，CPU會(huì)自動(dòng)將Nandflash里前4K的數(shù)據(jù)復(fù)制到S3C2440內(nèi)部一個(gè)4K大小SRAM類(lèi)型存儲(chǔ)器里（叫做Steppingstone），然后從Steppingstone取指啟動(dòng)。

其中Bank0~Bank5可以焊接ROM或SRAM類(lèi)型存儲(chǔ)器，Bank6~Bank7可以焊接ROM，SRAM，SDRAM類(lèi)型存儲(chǔ)器，也就是說(shuō)，S3C2440的SDRAM內(nèi)存應(yīng)該焊接在Bank6~Bank7上，最大支持內(nèi)存256M，Bank0~Bank5通常焊接一些用于引導(dǎo)系統(tǒng)啟動(dòng)小容量ROM，具體焊接什么樣存儲(chǔ)器，多大容量，根據(jù)每個(gè)開(kāi)發(fā)板生產(chǎn)商不同而不同，比如MINI2440開(kāi)發(fā)板將2M的Norflash焊接在了Bank0上，用于存放系統(tǒng)引導(dǎo)程序Bootloader，將兩片32M，16Bit位寬SDRAM內(nèi)存焊接在Bank6和Bank7上，并聯(lián)形成64M，32位內(nèi)存。

由于S3C2440是32位芯片，理論上講可以達(dá)到4GB的尋址范圍，除去上述8個(gè)BANK用于連接外部設(shè)備，還有一部分的地址空間是用于設(shè)備特殊功能寄存器，其余地址沒(méi)有被使用。

表2-14 S3C2440設(shè)備寄存器地址空間

1.1.2SDRAM內(nèi)存工作原理

SDRAM的內(nèi)部是一個(gè)存儲(chǔ)陣列。陣列就如同表格一樣，將數(shù)據(jù)“填”進(jìn)去。在數(shù)據(jù)讀寫(xiě)時(shí)和表格的檢索原理一樣，先指定一個(gè)行（Row），再指定一個(gè)列（Column），我們就可以準(zhǔn)確地找到所需要的單元格，這就是內(nèi)存芯片尋址的基本原理，如圖2-49所示。

圖2-49內(nèi)存行，列地址尋址示意圖

這個(gè)單元格（存儲(chǔ)陣列）就叫邏輯Bank（Logical Bank，下文簡(jiǎn)稱(chēng)L-Bank）。由于技術(shù)、成本等原因，不可能只做一個(gè)全容量的L-Bank，而且最重要的是，由于SDRAM的工作原理限制，單一的L-Ban k將會(huì)造成非常嚴(yán)重的尋址沖突，大幅降低內(nèi)存效率。所以人們?cè)赟DRAM內(nèi)部分割成多個(gè)L-Bank，目前基本都是4個(gè)（這也是SDRAM規(guī)范中的最高L-Bank數(shù)量），由此可見(jiàn)，在進(jìn)行尋址時(shí)就要先確定是哪個(gè)L-Bank，然后在這個(gè)選定的L-Bank中選擇相應(yīng)的行與列進(jìn)行尋址。因此對(duì)內(nèi)存的訪(fǎng)問(wèn)，一次只能是一個(gè)L-Bank工作。如圖2-50：

圖2-50內(nèi)存存儲(chǔ)單元

當(dāng)對(duì)內(nèi)存進(jìn)行操作時(shí)（見(jiàn)下圖），先要確定操作L-Bank，因此要對(duì)L-Bank進(jìn)行選擇。在內(nèi)存芯片的外部管腳上多出了兩個(gè)管腳BA0, BA1，用來(lái)片選4個(gè)L-Bank。如前所述，32位的地址長(zhǎng)度由于其存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分成了行地址和列地址。通過(guò)下面的內(nèi)存結(jié)構(gòu)圖可知，內(nèi)存外接管腳地址線(xiàn)只有13根地址線(xiàn)A0~A12，它最多只能尋址8M內(nèi)存空間，到底使用什么機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)64M內(nèi)存空間進(jìn)行尋址的呢？SDRAM的行地址線(xiàn)和列地址線(xiàn)是分時(shí)復(fù)用的，即地址要分兩次送出，先送出行地址（nSRAS行有效操作），再送出列地址（nSCAS列有效操作）。這樣，可以大幅度減少地址線(xiàn)的數(shù)目，提高器件的性能和制作工藝復(fù)雜度。但尋址過(guò)程也會(huì)因此而變得復(fù)雜。實(shí)際上，現(xiàn)在的SDRAM一般都以L(fǎng)-Bank為基本尋址對(duì)象的。由L-Bank地址線(xiàn)BAn控制L-Bank間的選擇，行地址線(xiàn)和列地址線(xiàn)貫穿連接所有的L-Bank，每個(gè)L-Bank的數(shù)據(jù)的寬度和整個(gè)存儲(chǔ)器的寬度相同，這樣，可以加快數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)速度。同時(shí)，BAn還可以使未被選中的L-Bank工作于低功耗的模式下，從而降低器件的功耗。

圖2-51 HY57561620內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

開(kāi)發(fā)板內(nèi)存控制器管腳接線(xiàn)（以MINI2440開(kāi)發(fā)板為例）：

（1）確定BA0、BA1的接線(xiàn)

表2-15 BA0、BA1接線(xiàn)

Bank Size:外接內(nèi)存容量大小（HY57561620是4Mbit*16bit*4Bank*2Chips/8=64MB）

Bus Width:總線(xiàn)寬度 （兩片16位HY57561620，并聯(lián)成32位）
Base Component：?jiǎn)蝹€(gè)芯片容量(bit)（256Mb）
Memory Configration：內(nèi)存配置(（4M*16*4banks）*2Chips )

由硬件手冊(cè)Bank Address管腳連接配置表可知，使用A[25:24]兩根地址線(xiàn)作為Bank片選信號(hào)，正好兩根接線(xiàn)可以片選每個(gè)存儲(chǔ)單元的4個(gè)BANKS。

（2）確定其它接線(xiàn)

SDRAM內(nèi)存是焊接在BANK6~BANK7上的，其焊接管腳，如圖2-52：

圖2-52 S3C2440 16位寬內(nèi)存芯片

上圖是S3C2440提供的兩片16位芯片并聯(lián)連接示意圖，An是CPU地址總線(xiàn)，其中A2~A14為內(nèi)存芯片尋址總線(xiàn)，之所以地址尋址總線(xiàn)從A2開(kāi)始是因?yàn)閮?nèi)存地址都是按字節(jié)對(duì)齊的，，A24，A25為L(zhǎng)-Bank片選信號(hào)，Dn為CPU數(shù)據(jù)總線(xiàn)，其它為對(duì)應(yīng)控制信號(hào)線(xiàn)。

表2-16內(nèi)存芯片各管腳說(shuō)明

我們通過(guò)S3C2440 16位寬內(nèi)存芯片接線(xiàn)圖可以看出，兩片內(nèi)存芯片只有兩個(gè)地方不一樣，LDQM, UDQM和數(shù)據(jù)總線(xiàn)DQn接線(xiàn)方式不一樣。

由于存儲(chǔ)芯片位寬為16位，一次可以進(jìn)行兩個(gè)字節(jié)的讀取。但是，通常操作系統(tǒng)里最小尋址單位是1字節(jié)，因此內(nèi)存控制器必須要保證可以訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)存里每一個(gè)字節(jié)。UDQM，LDQM分別代表16位數(shù)據(jù)的高，低字節(jié)讀取信號(hào)，

當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，LDQM /UDQM分別用來(lái)控制16位數(shù)據(jù)中高低字節(jié)能否被讀取，當(dāng)LDQM /UDQM為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的高/低字節(jié)就可以被讀取，如果LDQM /UDQM為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的高/低字節(jié)就不能被讀取。

當(dāng)向內(nèi)存里寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，LDQM /UDQM控制數(shù)據(jù)能否被寫(xiě)入，當(dāng)LDQM /UDQM為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的高/低字節(jié)就可以被寫(xiě)入，如果LDQM /UDQM為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的高/低字節(jié)就不能被寫(xiě)入。通過(guò)對(duì)LDQM /UDQM信號(hào)的控制可以控制對(duì)兩個(gè)存儲(chǔ)芯片存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，由于兩個(gè)存儲(chǔ)單元的地址線(xiàn)是通用的，他們都能接收到CPU發(fā)出的地址信號(hào)，但是，發(fā)給兩個(gè)存儲(chǔ)單元的LDQM /UDQM信號(hào)是不同的，以此來(lái)區(qū)分一個(gè)字的高低字節(jié)。

S3C2440A為32位CPU，也就是說(shuō)其數(shù)據(jù)總線(xiàn)和地址總線(xiàn)寬度都是32位（可以理解為32根線(xiàn)一端連接CPU內(nèi)部，另外一端連接向內(nèi)存控制器），那么內(nèi)存數(shù)據(jù)的輸入/輸出端也要保證是32位總線(xiàn)，MINI2440上采用兩片16位寬總線(xiàn)內(nèi)存芯片并聯(lián)構(gòu)成32位總線(xiàn)。其中一個(gè)芯片連接到CPU數(shù)據(jù)總線(xiàn)的低16位，另外一個(gè)芯片連接到數(shù)據(jù)總線(xiàn)上的高16位，并聯(lián)成32位總線(xiàn)，因此兩個(gè)芯片的輸入/輸出總線(xiàn)連接到CPU總線(xiàn)上的不同管腳上。

1.1.3SDRAM的讀操作

SDRAM進(jìn)行讀操作時(shí)，先向地址線(xiàn)上送上要讀取數(shù)據(jù)的地址，通過(guò)前面的知識(shí)了解到，地址被分成3部分，行地址，列地址，L-Bank片選信號(hào)。片選（L-Bank的定址）操作和行有效操作可以同時(shí)進(jìn)行。

在CS、L-Bank定址的同時(shí)，RAS（nSRAS行地址選通信號(hào)）也處于有效狀態(tài)。此時(shí)An地址線(xiàn)則發(fā)送具體的行地址。A0~A12，共有13根地址線(xiàn)（可表示8192行），A0~A12的不同數(shù)值就確定了具體的行地址。由于行有效的同時(shí)也是相應(yīng)L-Bank有效，所以行有效也可稱(chēng)為L(zhǎng)-Bank有效。

行地址確定之后，就要對(duì)列地址進(jìn)行尋址了。但是，地址線(xiàn)仍然是行地址所用的A0~A12。沒(méi)錯(cuò)，在SDRAM中，行地址與列地址線(xiàn)是復(fù)用的。列地址復(fù)用了A0~A8，共9根（可表示512列）。那么，讀/寫(xiě)的命令是怎么發(fā)出的呢？其實(shí)沒(méi)有一個(gè)信號(hào)是發(fā)送讀或?qū)懙拿鞔_命令的，而是通過(guò)芯片的可寫(xiě)狀態(tài)的控制來(lái)達(dá)到讀/寫(xiě)的目的。顯然WE信號(hào)（nWE）就是一個(gè)關(guān)鍵。WE無(wú)效時(shí)，當(dāng)然就是讀取命令。有效時(shí)，就是寫(xiě)命令。

SDRAM基本操作命令,通過(guò)各種控制/地址信號(hào)的組合來(lái)完成（H代表高電平，L代表低電平，X表示高，低電平均沒(méi)有影響）。此表中，除了自刷新命令外，所有命令都是默認(rèn)CKE（SCKEl輸入時(shí)鐘頻率有效）有效。列尋址信號(hào)與讀寫(xiě)命令是同時(shí)發(fā)出的。雖然地址線(xiàn)與行尋址共用，但CAS（nSCAS列地址選通信號(hào)）信號(hào)則可以區(qū)分開(kāi)行與列尋址的不同，配合A0~A8，A9~A11來(lái)確定具體的列地址。

讀取命令與列地址一塊發(fā)出（當(dāng)WE為低電平是即為寫(xiě)命令）然而，在發(fā)送列讀寫(xiě)命令時(shí)必須要與行有效命令有一個(gè)間隔，這個(gè)間隔被定義為tRCD，即RAS to CAS Delay（RAS至CAS延遲），這個(gè)很好理解，在地址線(xiàn)上送完行地址之后，要等到行地址穩(wěn)定定位后再送出列地址，tRCD是SDRAM的一個(gè)重要時(shí)序參數(shù)，相關(guān)數(shù)值參看對(duì)應(yīng)芯片硬件手冊(cè)。通常tRCD以時(shí)鐘周期（tCK，Clock Time）數(shù)為單位，比如筆者M(jìn)INI2440所用內(nèi)存芯片里面寫(xiě)到tRCD為20nst，如果將來(lái)內(nèi)存工作在100MHz，那么RCD至少要為2個(gè)時(shí)鐘周期，RCD=2。

圖2-53SDRAM讀操作時(shí)序圖

在選定列地址后，就已經(jīng)確定了具體的存儲(chǔ)單元，剩下就是等待數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)I/O通道（DQ）輸出到內(nèi)存數(shù)據(jù)總線(xiàn)上了。但是在列地址選通信號(hào)CAS發(fā)出之后，仍要經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間才能有數(shù)據(jù)輸出，從CAS與讀取命令發(fā)出到第一筆數(shù)據(jù)輸出的這段時(shí)間，被定義為CL（CAS Latency，CAS潛伏期）。由于CL只在讀取時(shí)出現(xiàn)，所以CL又被稱(chēng)為讀取潛伏期（RL，Read Latency）。CL的單位與tRCD一樣，也是時(shí)鐘周期數(shù)，具體耗時(shí)由時(shí)鐘頻率決定（筆者官方手冊(cè)CL=3）。不過(guò)，CAS并不是在經(jīng)過(guò)CL周期之后才送達(dá)存儲(chǔ)單元。實(shí)際上CAS與RAS一樣是瞬間到達(dá)的。由于芯片體積的原因，存儲(chǔ)單元中的電容容量很小，所以信號(hào)要經(jīng)過(guò)放大來(lái)保證其有效的識(shí)別性，這個(gè)放大/驅(qū)動(dòng)工作由S-AMP負(fù)責(zé)。但它要有一個(gè)準(zhǔn)備時(shí)間才能保證信號(hào)的發(fā)送強(qiáng)度，這段時(shí)間我們稱(chēng)之為tAC（Access Time from CLK，時(shí)鐘觸發(fā)后的訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間）。

1.1.4SDRAM預(yù)充電操作

從存儲(chǔ)體的結(jié)構(gòu)圖上可以看出，原本邏輯狀態(tài)為1的電容在讀取操作后，會(huì)因放電而變?yōu)檫壿?。由于SDRAM的尋址具有獨(dú)占性，所以在進(jìn)行完讀寫(xiě)操作后，如果要對(duì)同一L-Bank的另一行進(jìn)行尋址，就要將原先操作行關(guān)閉，重新發(fā)送行/列地址。在對(duì)原先操作行進(jìn)行關(guān)閉時(shí)，DRAM為了在關(guān)閉當(dāng)前行時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)，要對(duì)存儲(chǔ)體中原有的信息進(jìn)行重寫(xiě)，這個(gè)充電重寫(xiě)和關(guān)閉操作行過(guò)程叫做預(yù)充電，發(fā)送預(yù)充電信號(hào)時(shí)，意味著先執(zhí)行存儲(chǔ)體充電，然后關(guān)閉當(dāng)前L-Bank操作行。預(yù)充電中重寫(xiě)的操作與刷新操作（后面詳細(xì)介紹）一樣，只不過(guò)預(yù)充電不是定期的，而只是在讀操作以后執(zhí)行的。

1.1.5SDRAM突發(fā)操作

突發(fā)（Burst）是指在同一行中相鄰的存儲(chǔ)單元連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，連續(xù)傳輸所涉及到存儲(chǔ)單元（列）數(shù)量就是突發(fā)長(zhǎng)度（Burst Length，簡(jiǎn)稱(chēng)BL）。

在目前，由于內(nèi)存控制器一次讀/寫(xiě)P-Bank位寬的數(shù)據(jù)，也就是8個(gè)字節(jié)，但是在現(xiàn)實(shí)中小于8個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)很少見(jiàn)，所以一般都要經(jīng)過(guò)多個(gè)周期進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，上文寫(xiě)到的讀/寫(xiě)操作，都是一次對(duì)一個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行尋址，如果要連續(xù)讀/寫(xiě)，還要對(duì)當(dāng)前存儲(chǔ)單元的下一單元進(jìn)行尋址，也就是要不斷的發(fā)送列地址與讀/寫(xiě)命令（行地址不變，所以不用再對(duì)地尋址）。雖然由于讀/寫(xiě)延遲相同可以讓數(shù)據(jù)傳輸在I/O端是連續(xù)的，但是它占用了大量的內(nèi)存控制資源，在數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)傳輸時(shí)無(wú)法輸入新的命令效率很低。為此，引入了突發(fā)傳輸機(jī)制，只要指定起始列地址與突發(fā)長(zhǎng)度，內(nèi)存就會(huì)依次自動(dòng)對(duì)后面相應(yīng)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀/寫(xiě)操作而不再需要控制器連續(xù)地提供列地址，這樣，除了第一筆數(shù)據(jù)的傳輸需要若干個(gè)周期（主要是之間的延遲，一般的是tRCD + CL）外，其后每個(gè)數(shù)據(jù)只需一個(gè)周期即可。

總結(jié)下：

SDRAM的基本讀操作需要控制線(xiàn)和地址線(xiàn)相配合地發(fā)出一系列命令來(lái)完成。先發(fā)出芯片有效命令（ACTIVE），并鎖定相應(yīng)的L-BANK地址（BA0、BA1給出）和行地址（A0～A12給出）。芯片激活命令后必須等待大于tRCD(SDRAM的RAS到CAS的延遲指標(biāo))時(shí)間后，發(fā)出讀命令。CL（CAS延遲值）個(gè)時(shí)鐘周期后，讀出數(shù)據(jù)依次出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線(xiàn)上。在讀操作的最后，要向SDRAM發(fā)出預(yù)充電（PRECHARGE）命令，以關(guān)閉已經(jīng)激活的L-BANK。等待tRP時(shí)間（PRECHAREG命令后，相隔tRP時(shí)間，才可再次訪(fǎng)問(wèn)該行）后，可以開(kāi)始下一次的讀、寫(xiě)操作。SDRAM的讀操作支持突發(fā)模式（Burst Mode），突發(fā)長(zhǎng)度為1、2、4、8可選。

1.1.6SDRAM寫(xiě)操作

SDRAM的基本寫(xiě)操作也需要控制線(xiàn)和地址線(xiàn)相配合地發(fā)出一系列命令來(lái)完成。先發(fā)出芯片有效命令，并鎖定相應(yīng)的L-BANK地址（BA0、BA1給出）和行地址（A0～A12給出）。芯片有效命令發(fā)出后必須等待大于tRCD的時(shí)間后，發(fā)出寫(xiě)命令數(shù)據(jù)，待寫(xiě)入數(shù)據(jù)依次送到DQ（數(shù)據(jù)線(xiàn)）上。在最后一個(gè)數(shù)據(jù)寫(xiě)入后，延遲tWR時(shí)間。發(fā)出預(yù)充電命令，關(guān)閉已經(jīng)激活的頁(yè)。等待tRP時(shí)間后，可以展開(kāi)下一次操作。寫(xiě)操作可以有突發(fā)寫(xiě)和非突發(fā)寫(xiě)兩種。突發(fā)長(zhǎng)度同讀操作。

圖2-54 SDRAM寫(xiě)操作時(shí)序圖

1.1.7SDRAM的刷新

SDRAM之所以成為DRAM就是因?yàn)樗粩噙M(jìn)行刷新（Refresh）才能保留住數(shù)據(jù)，因此它是SDRAM最重要的操作。

刷新操作與預(yù)充電中重寫(xiě)的操作一樣，都是用S-AMP先讀再寫(xiě)。但為什么有預(yù)充電操作還要進(jìn)行刷新呢？因?yàn)轭A(yù)充電是對(duì)一個(gè)或所有L-Bank中的工作行操作，并且是不定期的，而刷新則是有固定的周期，依次對(duì)所有行進(jìn)行操作，以保留那些很長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)經(jīng)歷重寫(xiě)的存儲(chǔ)體中的數(shù)據(jù)。但與所有L-Bank預(yù)充電不同的是，這里的行是指所有L-Bank中地址相同的行，而預(yù)充電中各L-Bank中的工作行地址并不是一定是相同的。那么要隔多長(zhǎng)時(shí)間重復(fù)一次刷新呢？目前公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)是，存儲(chǔ)體中電容的數(shù)據(jù)有效保存期上限是64ms（毫秒，1/1000秒），也就是說(shuō)每一行刷新的循環(huán)周期是64ms。這樣刷新時(shí)間間隔就是：64m/行數(shù)s。我們?cè)诳磧?nèi)存規(guī)格時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到4096 Refresh Cycles/64ms或8192 Refresh Cycles/64ms的標(biāo)識(shí)，這里的4096與8192就代表這個(gè)芯片中每個(gè)L-Bank的行數(shù)。刷新命令一次對(duì)一行有效，刷新間隔也是隨總行數(shù)而變化，4096行時(shí)為15.625μs（微秒，1/1000毫秒），8192行時(shí)就為7.8125μs。刷新操作分為兩種：Auto Refresh，簡(jiǎn)稱(chēng)AR與Self Refresh，簡(jiǎn)稱(chēng)SR。不論是何種刷新方式，都不需要外部提供行地址信息，因?yàn)檫@是一個(gè)內(nèi)部的自動(dòng)操作。對(duì)于AR，SDRAM內(nèi)部有一個(gè)行地址生成器（也稱(chēng)刷新計(jì)數(shù)器）用來(lái)自動(dòng)的依次生成行地址。由于刷新是針對(duì)一行中的所有存儲(chǔ)體進(jìn)行，所以無(wú)需列尋址，或者說(shuō)CAS在RAS之前有效。所以，AR又稱(chēng)CBR（CAS Before RAS，列提前于行定位）式刷新。由于刷新涉及到所有L-Bank，因此在刷新過(guò)程中，所有L-Bank都停止工作，而每次刷新所占用的時(shí)間為9個(gè)時(shí)鐘周期（PC133標(biāo)準(zhǔn)），之后就可進(jìn)入正常的工作狀態(tài)，也就是說(shuō)在這9個(gè)時(shí)鐘期間內(nèi)，所有工作指令只能等待而無(wú)法執(zhí)行。64ms之后則再次對(duì)同一行進(jìn)行刷新，如此周而復(fù)始進(jìn)行循環(huán)刷新。顯然，刷新操作肯定會(huì)對(duì)SDRAM的性能造成影響，但這是沒(méi)辦法的事情，也是DRAM相對(duì)于SRAM（靜態(tài)內(nèi)存，無(wú)需刷新仍能保留數(shù)據(jù)）取得成本優(yōu)勢(shì)的同時(shí)所付出的代價(jià)。SR則主要用于休眠模式低功耗狀態(tài)下的數(shù)據(jù)保存，這方面最著名的應(yīng)用就是STR（Suspend to RAM，休眠掛起于內(nèi)存）。在發(fā)出AR命令時(shí)，將CKE置于無(wú)效狀態(tài)，就進(jìn)入了SR模式，此時(shí)不再依靠系統(tǒng)時(shí)鐘工作，而是根據(jù)內(nèi)部的時(shí)鐘進(jìn)行刷新操作。在SR期間除了CKE之外的所有外部信號(hào)都是無(wú)效的（無(wú)需外部提供刷新指令），只有重新使CKE有效才能退出自刷新模式并進(jìn)入正常操作狀態(tài)。

SDRAM相關(guān)寄存器：

（1）BWSCON寄存器（BUS WIDTH & WAIT CONTROL REGISTER）

表2-17 SDRAM控制寄存器（BWSCON）

根據(jù)開(kāi)發(fā)板的存儲(chǔ)器配置和芯片型號(hào)，設(shè)置每個(gè)BANK焊接芯片的位寬和等待狀態(tài)

BWSCON，每4位對(duì)應(yīng)一個(gè)BANK，這4位分別表示：

lSTx：?jiǎn)?dòng)/禁止SDRAM的數(shù)據(jù)掩碼引腳（UB/LB），SDRAM沒(méi)有高低位掩碼引腳，此位為0，SRAM連接有UB/LB管腳，設(shè)置為1

注：UB/LB數(shù)據(jù)掩碼引腳用來(lái)控制芯片讀取/寫(xiě)入的高字節(jié)和低字節(jié)（對(duì)比硬件手冊(cè)SDRAM和SRAM的接線(xiàn)圖）

lWSx：是否使用存儲(chǔ)器的WAIT信號(hào)，通常設(shè)為0

lDWx：設(shè)置焊接存儲(chǔ)器芯片的位寬，筆者開(kāi)發(fā)板使用兩片容量為32M，位寬為16的SDRAM組成64M，32位存儲(chǔ)器，因此DW7，DW6位設(shè)置為0b10，其它BANK不用設(shè)置采用默認(rèn)值即可。

lBANK0對(duì)應(yīng)的是系統(tǒng)引導(dǎo)BANK，這4位比較特殊，它的設(shè)置是由硬件跳線(xiàn)決定的，因此不用設(shè)置

lBWSCON設(shè)置結(jié)果：0x22000000

（2）BANKCON0~BANKCON5 (BANK CONTROL REGISTER)

表2-18 BANKCON0~BANKCON5控制寄存器（BANKCON0~BANKCON5）

這6個(gè)寄存器用來(lái)設(shè)置對(duì)應(yīng)BANK0~BANK5的訪(fǎng)問(wèn)時(shí)序，采用默認(rèn)值0x700即可

（3）BANKCON6~BANKCON7 (BANK CONTROL REGISTER)

表2-19 BANKCON6~BANKCON7控制寄存器（BANKCON6~BANKCON7）

由于內(nèi)存都焊接在這兩個(gè)BANK上，因此內(nèi)存驅(qū)動(dòng)主要是對(duì)這兩個(gè)寄存器進(jìn)行設(shè)置

lMT：設(shè)置BANK6~BANK7的存儲(chǔ)器類(lèi)型，

00=ROM or SRAM 01=保留

10=保留11=SDRAM

內(nèi)存為SDRAM，設(shè)置為0b11，對(duì)應(yīng)的應(yīng)該設(shè)置Trcd和SCAN位，其它位和SDRAM無(wú)關(guān)

lTrcd：RAS to CAS Delay行地址選通到列地址選通延遲，這個(gè)參數(shù)請(qǐng)看后面的內(nèi)存工作原理擴(kuò)展部分解釋?zhuān)P者內(nèi)存芯片為HY57V561620，由其芯片手冊(cè)可知其Trcd為最少20ns，如果內(nèi)存工作在100MHz，則該值至少要為2個(gè)時(shí)鐘周期，通常設(shè)置為3個(gè)時(shí)鐘周期，因此設(shè)置為0b01

lSCAN：SDRAM Column Address Number SDRAM的列地址數(shù)，筆者內(nèi)存芯片為HY57V561620，列地址數(shù)為9，設(shè)置為0b01

lBANK6，BANK7設(shè)置結(jié)果為：0x18005

（4）REFRESH (REFRESH CONTROL REGISTER)

表2-20刷新頻率設(shè)置寄存器（REFRESH）

SDRAM的刷新有效，刷新頻率設(shè)置寄存器（刷新）

lREFEN：開(kāi)啟/關(guān)閉刷新功能，設(shè)置為1，開(kāi)啟刷新

lTREFMD：SDRAM刷新模式，0=CBR/AutoRefresh,1=Self Refresh，設(shè)置為0，自動(dòng)刷新

lTrp：行地址選通預(yù)充電時(shí)間，一般設(shè)置為0b00即可

lTsrc：?jiǎn)涡兴⑿聲r(shí)間，設(shè)置為0b11即可。

lRefresh Counter：內(nèi)存存儲(chǔ)單元刷新數(shù)，它通過(guò)下面公式計(jì)算出：

Refresh Counter = 2^11 + 1 – SDRAM時(shí)鐘頻率（MHz）* SDRAM刷新周期（uS）

SDRAM的刷新周期，也就是內(nèi)存存儲(chǔ)單元間隔需要多久進(jìn)行一次刷新，前面內(nèi)存工作原理分析可知電容數(shù)據(jù)保存上限為64ms，筆者使用內(nèi)存芯片每個(gè)L-Bank共有8192行，因此每次刷新最大間隔為：64ms/8192 = 7.8125uS，如果內(nèi)存工作在外部晶振頻率12MHz下，Refresh Counter = 1955，如果內(nèi)存工作在100MHz下，那么Refresh Counter = 1269（取大整數(shù)）

lREFRESH寄存器設(shè)置為：

0x8e0000 + 1269 = 0x008e04f5（HCLK = 100MHz）

0x8e0000 + 1955 = 0x008e07a3（HCLK = 12MHz）

（5）BANKSIZE寄存器（BANKSIZE REGISTER）

表2-21 BANKSIZE寄存器（BANKSIZE）

設(shè)置內(nèi)存的突發(fā)傳輸模式，省電模式和內(nèi)存容量。

lBURST_EN：是否開(kāi)啟突發(fā)模式，0 = ARM內(nèi)核禁止突發(fā)傳輸1 =開(kāi)啟突發(fā)傳輸，設(shè)置為1，開(kāi)啟突發(fā)傳輸

lSCKE_EN：是否使用SCKE信號(hào)作為省電模式控制信號(hào)，0 =不使用SCKE信號(hào)作為省電模式控制信號(hào)1 =使用SCKE信號(hào)作為省電模式控制信號(hào)，通常設(shè)置為1

lSCLK_EN： 設(shè)置向存儲(chǔ)器輸入工作頻率，0 =一直輸入SCLK頻率，即使沒(méi)有內(nèi)存操作也會(huì)輸入，1 =僅當(dāng)進(jìn)行內(nèi)存數(shù)據(jù)操作時(shí)才輸入SCLK頻率，通常設(shè)置為1

lBK76MAP：設(shè)置Bank6/7的內(nèi)存容量，筆者使用開(kāi)發(fā)板內(nèi)存為兩片32M內(nèi)存芯片并聯(lián)成64M，它們?nèi)慷纪饨拥紹ank6上，因此選擇0b001

lBANKSIZE寄存器設(shè)置為：0xb1

（6）SDRAM模式設(shè)置寄存器MRSRx (SDRAM MODE REGISTER SET REGISTER)

表2-22 SDRAM模式設(shè)置寄存器（MRSRx）

該寄存器用于設(shè)置CAS潛伏周期，可以手動(dòng)設(shè)置的位只有CL[6:4]位，通過(guò)前面內(nèi)存工作原理可知，筆者使用開(kāi)發(fā)板CL=3，即0b011

lMRSR6，MRSR7設(shè)置為：0x00000030

1.1.8內(nèi)存驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)

設(shè)置該工程加載時(shí)運(yùn)行時(shí)地址為0x30000000，如圖2-55所示：

圖2-55設(shè)置加載時(shí)運(yùn)行時(shí)地址

init.s：本程序文件主要實(shí)現(xiàn)了，關(guān)閉看門(mén)狗，初始化內(nèi)存，拷貝ROM數(shù)據(jù)到內(nèi)存中，然后跳往內(nèi)存中執(zhí)行xmain函數(shù)，從xmain函數(shù)返回之后，將全部led點(diǎn)亮，進(jìn)入死循環(huán)。

main.c：本程序文件主要實(shí)現(xiàn)led燈的初始化，然后四個(gè)led燈循環(huán)滾動(dòng)亮5遍，xmain函數(shù)返回。

delay.s：本程序文件主要通常匯編來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能。

內(nèi)存的初始化也可以用下面的C程序?qū)崿F(xiàn)：

C語(yǔ)言版本：

#defineMEM_CTL_BASE0x48000000

#defineMEM_CTL_END0x48000034

/* SDRAM 13個(gè)寄存器的值*/

unsigned longconstmem_cfg_val[]={//聲明數(shù)組存放內(nèi)存控制器設(shè)置數(shù)據(jù)

0x22000000,//BWSCON

0x00000700,//BANKCON0

0x00000700,//BANKCON1

0x00000700,//BANKCON2

0x00000700,//BANKCON3

0x00000700,//BANKCON4

0x00000700,//BANKCON5

0x00018005,//BANKCON6

0x00018005,//BANKCON7

0x008e07a3,//REFRESH（HCLK = 12MHz，該值為0x008e07a3

//HCLK = 100MHz 0x008e04f5）

0x000000b1,//BANKSIZE

0x00000030,//MRSRB6

0x00000030,//MRSRB7

};

void mem_init(void)

{

inti = 0;

unsigned long *p = (unsigned long *)MEM_CTL_BASE;

for(; i < (MEM_CTL_END - MEM_CTL_BASE)/4; i++)

p[i] = mem_cfg_val[i];

}