STM32之FSMC

STM32 FSMC總線深入研究

由于CPU與FPGA通信的需要，以及對8080總線的熟悉，首選采用了STM32的FSMC總線，作為片間通信接口。FSMC能達到16MHz的寫入速度，理論上能寫20fps的1024*768的圖片哈哈。（當然實際上是不可能的，就算是DMA傳輸，數(shù)據(jù)源也跟不上，實際上刷模擬的圖片每秒10fps，刷的很high）當然這不是本篇的要點，這里主要研究STM32的FSMC接口，將速度提升到極限。

1. FSMC協(xié)議分析

如下為ILI9325的8080接口的協(xié)議

CS（片選信號）：低電平片選有效，高電平失能（默認為高：失能）

RS（數(shù)據(jù)寄存器）：低電平寫寄存器，高電平寫數(shù)據(jù)（默認為高：寫數(shù)據(jù)）FSMC默認為低。。。。

RD（讀信號） ：低電平有效，上升沿寫入數(shù)據(jù)，高電平失能（默認為高，失能）

WR（寫信號） ：低電平有效，上升沿寫入數(shù)據(jù)，高電平失能（默認為高，失能）

FSMC寫SRAM模式如下：

(1)讀操作

（2）寫操作

HCLK為系統(tǒng)時鐘72MHz

綜上，分析出FSMC與8080接口協(xié)議異同點

（1）同：CS，RS，RD有效電平都一樣，單個字節(jié)的寫入與讀取時序完全一樣

（2）異：

A：8080 默認RS為高，而FSMC默認RS為低

B：8080接口協(xié)議能保持CS，RS等有效，連續(xù)寫數(shù)據(jù)，而FSMC以此只能輸出一個數(shù)據(jù)。

C：8080協(xié)議沒有地址線，而FSMC還有地址線，這使得數(shù)據(jù)輸出不連續(xù)。

2. FSMC時序研究

下圖為FSMC寫命令與數(shù)據(jù)的時序圖，從中根據(jù)上圖可以分析出FSMC可以實現(xiàn)16M的數(shù)據(jù)寫入。FSMC的信號線翻轉(zhuǎn)非常快，這使得IC或者FPGA時序設計上得非常嚴謹。FSMC最大實現(xiàn)了72MHz（66.7到100MHz之間，實際為72MHz，HCLK）的翻轉(zhuǎn)速度，這要求外部器件支持那么高的速率。

寄存器配置（寄存器+數(shù)據(jù)）

連續(xù)數(shù)據(jù)寫入（0xBB：寫數(shù)據(jù)開始）,命令后，RS默認拉低（FSMC和標準不一樣的地方）

數(shù)據(jù)建立很快

寫數(shù)據(jù)，然后默認RS拉低

整體的時序可模擬為：

task task_writecmd;

input [15:0] cmd;

begin

mcu_cs = 0;

mcu_rs = 0;

mcu_data = cmd;

#20;

mcu_we = 0;

#20;

mcu_we = 1;

#15;

mcu_rs = 1;

mcu_cs = 1;

#20;

end

endtask

task task_writedata;

input [15:0] data;

begin

mcu_cs = 0;

mcu_rs = 1;

mcu_data = data;

#20;

mcu_we = 0;

#20;

mcu_we = 1;

#15;

mcu_rs = 1;

mcu_cs = 1;

#20;

end

endtask

3. FSMC接口初始化

根據(jù)手冊，相關參數(shù)如下表所示。這里我發(fā)現(xiàn)所謂最小值還能設置為最小，但實際速度差不多。FSMC協(xié)議時間參數(shù)如下所示：

有人跟我說，手冊是保守的；有人跟我說，在小就是默認值了。我不太理解。感覺速度每提升，應該在小就是默認了。不過，反正我追求速度的極限。

以下是FSMC-SRAM模式下的初始化代碼，分享的同時，希望對你有用。

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/typedef struct{vu16 LCD_REG;vu16 LCD_RAM;} LCD_TypeDef;#define    LCD_WriteCmd(cmd)    LCD->LCD_REG = cmd#define    LCD_WriteData(data)    LCD->LCD_RAM = data/* LCD is connected to the FSMC_Bank1_NOR/SRAM4 and NE4 is used as ship select signal */#define LCD_BASE    ((u32)(0x60000000 | 0x0C000000))#define LCD         ((LCD_TypeDef *) LCD_BASE)void LCD_FSMCConfig(void){    FSMC_NORSRAMInitTypeDef  FSMC_NORSRAMInitStructure;FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  p;/*-- FSMC Configuration ------------------------------------------------------*//*----------------------- SRAM Bank 4 ----------------------------------------*//* FSMC_Bank1_NORSRAM4 configuration *///標準//     p.FSMC_AddressSetupTime = 1;//     p.FSMC_AddressHoldTime = 2;//     p.FSMC_DataSetupTime = 2;    //     p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 1;//     p.FSMC_CLKDivision = 1;//     p.FSMC_DataLatency = 2;//超快p.FSMC_AddressSetupTime = 0;p.FSMC_AddressHoldTime = 0;p.FSMC_DataSetupTime = 1;    p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0;p.FSMC_CLKDivision = 0;p.FSMC_DataLatency = 0;p.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A;/* Color LCD configuration ------------------------------------LCD configured as follow:- Data/Address MUX = Disable- Memory Type = SRAM- Data Width = 16bit- Write Operation = Enable- Extended Mode = Enable- Asynchronous Wait = Disable */FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_SRAM;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_AsynchronousWait = FSMC_AsynchronousWait_Disable;    //2.0FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &p;FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &p;FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);  /* BANK 4 (of NOR/SRAM Bank 1~4) is enabled */FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4, ENABLE);}