S3C6410的DRAM控制器

我們在項目中更換了DRAM，所以需要重新配置S3C6410的DRAM控制器，結果發現S3C6410中的DRAM控制器還是挺復雜的。


S3C6410支持兩個DRAM片選，可以分別接最大256MB的內存，該處理器用的DRAM控制器是來自ARM的PrimeCell Dynamic Memory Controller(PL340)。只看S3C6410的Datasheet中的DRAM部分介紹是不夠的，你還需要看PL340的技術參考文檔，這個文檔網上搜索一下就有了。想完全了解6410的DRAM控制器，必須兩篇文檔都看。我都看了，雖然沒完全了解，但是比看6410的datasheet要強多了。

我用的是mobile DDR-SDRAM，所以在這里大概介紹一下寄存器及配置流程。先介紹一下寄存器：

1. DRAM Controller Status Register (Address: 0x7E001000)
DRAM狀態寄存器，這是一個RO寄存器，用于讀取DRAM的狀態。

Name	Bit	Description
Memory chips	[8:7]	01=2 chips
Memory type	[6:4]	100=MSDR, SDR, MDDR and DDR
Memory width	[3:2]	00=16-bit01=32-bit
Controller Status	[1:0]	00=config01=ready10=paused11=low-power

實際上，讀到的有用信息就是Controller Status和Memory width。

2. DRAM Controller Command Register (Address: 0x7E001004)
DRAM命令寄存器，設置DRAM的工作狀態。

Name	Bit	Description
Memc_cmd	[2:0]	000=Go001=Sleep010=Wakeup011=Pause 100=Configure

最開始應該配置為0x4，是處于Configure狀態。在配置完所有的DRAM之后，將該寄存器設置為0x0，處于運行狀態。

3. Direct Command Register (Address: 0x7E001008)
DRAM命令寄存器，用于發送命令到DRAM和訪問DRAM中的MRS和EMRS寄存器。

Name	Bit	Description
Extended memory command	[22]	擴展命令，該bit用于連接下面的Memory command[19:18]，從而組成DRAM命令
Chip number	[21:20]	00=chip_001=chip_110=chip_211=chip_3
Memory command	[19:18]	和Extended Memory command組成DRAM命令字 000=PrechargeAll001=Autorefresh 010=MRS/EMRS訪問011=NOP 100=Deep Power Down
Bank address	[17:16]	訪問MRS和EMRS的時候，映射為Bank地址位
Address_13_to_0	[13:0]	訪問MRS和EMRS的時候，映射為memory address[13:0]

通過該寄存器初始化DRAM，先設置為NOP模式，然后設置為PrechargeAll進行充電，然后設置EMRS和MRS寄存器，一般是這么一個流程。具體的要參見你所使用的DRAM的datasheet。

4. Memory Configuration Register (Address: 0x7E00100C)
DRAM的配置寄存器，這個與需要參照你所使用的DRAM的datasheet。

Name	Bit	Description
Memory burst	[17:15]	設置Burst大小 000=Burst 1001=Burst 2010=Burst4 011=Burst 8100=Burst 16
Stop_mem_clock		沒有訪問時，Memory Clock自動停止
Power_down_prd	[21:20]	自動掉電所需的時鐘周期
AP bit	[19:18]	0=Address bit 101=Address bit 8
Row bits	[17:16]	行地址 000=11 bits001=12 bits010=13bits 011=14 bits100=15bits101=16bits
Column bits	[13:0]	列地址 000=8 bits001=9 bits010=10 bits 011=11 bits100=12 bits

該寄存器肯定是要配的，看看DRAM的datasheet就知道了。

5. Refresh Period Register (Address: 0x7E001010)
DRAM的刷新頻率寄存器，用于配置刷新頻率的。

Name	Bit	Description
Refresh period	[14:0]	多少個Memory的時鐘周期

6. CAS Latency Register (Address: 0x7E001014)
DRAM的CAS延時寄存器，一定要配，參考DRAM的datasheet。

Name	Bit	Description
CAS Latency	[3:1]	CAS延時多少個時鐘周期
CAS half cycle	[0]	0=0周期偏移1=半周期偏移 對于MDDR和SDR只能設置為0

7. t_dqss/t_mrd/t-ras/t_rc/t_rcd/t_rfc/t_rp/t_rrd/t_wr/t_wtr/t_xp/t_xsr/t_esr Registers (Address: 0x7E001018---0x7E001048)
DRAM操作中所需時間和延時寄存器，這里不作過多介紹，具體可以參考PL340文檔。

8. Memory Configuration 2 Register (Address: 0x7E00104C)
DRAM的配置寄存器2。

Name	Bit	Description
Read delay	[12:11]	讀延時 00=0 cycle01=1 cycle10,11=2 cycle
Memory type	[10:8]	DRAM類型 000=SDR001=DDR011=Mobile DDR
Memory width	[7:6]	00=16 bits01=32 bits
cke_init	[3]	復位后，設置CKE輸出的值
dqm_init	[2]	復位后，設置DQM輸出的值
a_gt_m_sync	[1]	ACLK頻率高于MCLK時，設置為1
Sync	[0]	ACLK和MCLK同步時，設置為1

9. CHIP_N_CFG Register (Address: 0x7E001200/0x7E001204)
DRAM的Chip配置寄存器，用于片選decoding設置

Name	Bit	Description
BRC_RBC	[16]	DRAM結構 0=Row-Bank-Column 1=Bank-Row-Column
Address match	[15:8]	片選地址比較值
Address mask	[7:0]	片選地址掩碼

上面介紹了一些寄存器，還有一些寄存器由于沒有用到，所以沒有去了解。下面給一個DRAM初始化的例子：

WriteReg: 0x7e0010040x4//設置DRAM控制器狀態為Configure
WriteReg: 0x7e0010100x40d//設置DRAM的刷新周期
WriteReg: 0x7e0010140x6//設置CAS延時
WriteReg: 0x7e0010180x3//設置t_DQSS
WriteReg: 0x7e00101c0xf//設置t_MRD
WriteReg: 0x7e0010200xf//設置t_RAS
WriteReg: 0x7e0010240xf//設置t_RC
WriteReg: 0x7e0010280x1f//設置t_RCD
WriteReg: 0x7e00102c0x21f//設置t_RFC
WriteReg: 0x7e0010300xf//設置t_RP
WriteReg: 0x7e0010340xf//設置t_RRD
WriteReg: 0x7e0010380x7//設置t_WR
WriteReg: 0x7e00103c0x7//設置t_WTR
WriteReg: 0x7e0010400xf//設置t_XP
WriteReg: 0x7e0010440x1f//設置t_XSR
WriteReg: 0x7e0010480x1f//設置t_ESR
WriteReg: 0x7e00100c0x10012//設置DRAM的Column, Row等屬性
WriteReg: 0x7e00104c0x0b45//設置DRAM的buswidth,type等屬性
WriteReg: 0x7e0012000x150f8//設置RBC以及片選屬性
WriteReg: 0x7e0013040x0//設置DQS延時
WriteReg: 0x7e0010080xc0000//發送NOP命令到DRAM
WriteReg: 0x7e0010080x0//發送Precharge命令到DRAM
WriteReg: 0x7e0010080x40000//發送Autorefresh命令到DRAM
WriteReg: 0x7e0010080x40000//發送Autorefresh命令到DRAM
WriteReg: 0x7e0010080xa0000//設置DRAM的EMRS寄存器
WriteReg: 0x7e0010080x80032 //設置DRAM的MRS寄存器
WriteReg: 0x7e0010040x0//設置DRAM控制器開始運行


關于DRAM控制器的配置要參見所使用的DRAM的Datasheet，了解DRAM的結構和初始化過程，才能正確配置。S3C6410的DRAM控制器比較復雜，有些寄存器也不是很理解，在ARM的PL340的文檔中也沒做太多解釋。
我的建議就是能不換DRAM最好，換了也要盡量和S3C6410板上的DRAM相近。