S3C2410 SDRAM寄存器初始化設置

我的板子是s3c2410，使用兩片容量為32MB、位寬16bit的HY57V561620CT-H芯片拼成容量為64M、32bit的SDRAM存儲器。根據2410datasheet，要使用SDRAM需配置13個寄存器，以下逐個來看：

1、 BWSCON：Bus width & wait status control register總線位寬和等待狀態控制寄存器。

此寄存器用于配置BANK0 – BANK7的位寬和狀態控制，每個BANK用4位來配置，分別是：

● ST（啟動/禁止SDRAM的數據掩碼引腳。對于SDRAM，此位置0；對于SRAM，此位置1）

● WS（是否使用存儲器的WAIT信號，通常置0為不使用）

● DW（兩位，設置位寬。此板子的SDRAM是32位，故將DW6設為10）

特殊的是bit[2:1]，即DW0，設置BANK0的位寬，又板上的跳線決定，只讀的。我這板子BWSCON可設置為0x22111110。其實只需將BANK6對應的4位設為0010即可。

2、 BANKCON0 – BANKCON7

用來分別配置8個BANK的時序等參數。SDRAM是映射到BANK6和BANK7上的（內存只能映射到這兩個BANK，具體映射多大的空間，可用BANKSIZE寄存器設置），所以只需參照SDRAM芯片的datasheet配置好BANK6和BANK7，BANKCON0 – BANKCON5使用默認值0x00000700即可。

對于BANKCON6和BANKCON7中的各個位的描述：

（1）MT（bit[16:15]）：設置本BANK映射的物理內存是SRAM還是SDRAM，后面的低位就根據此MT的選擇而分開設置。本板子應置0b11，所以只需要再設置下面兩個參數

（2）Trcd（bit[3:2]）：RAS to CAS delay（00=2 clocks,01=3 clocks,10=4 clocks），推2410手冊上的薦值是0b01。我們PC的BIOS里也可以調節的，應該玩過吧。

（3）SCAN（bit[1:0]）：Column address number（00 = 8-bit，01 = 9-bit，10= 10-bit），SDRAM列地址位數。查閱HY57V561620CT-H芯片手冊得知此值是9，所以SCAN=0b01。

綜合以上各值，BANKCON6 – 7設為0x00018005。

3、 REFRESH：刷新控制寄存器。

此寄存器的bit[23:11]可參考默認值，或自己根據經驗修改，這里用0x008e0000，關鍵是最后的Refresh Counter（簡稱R_CNT，bit[10:0]）的設置，2410手冊上給出了公式計算方法。SDRAM手冊上“8192 refresh cycles / 64ms”的描述，得到刷新周期為64ms/8192=7.8125us，結合公式，R_CNT=2^11 + 1 – 12 * 7.8125 = 1955。所以可得REFRESH=0x008e0000+1995=0x008e07a3。

4、 BANKSIZE：設置SDRAM的一些參數。其中BK76MAP（bit[2:0]）配置BANK6/7映射的大小，可設置為010 = 128MB/128MB或001 = 64MB/64MB，只要比實際RAM大都行，因為bootloader和linux內核都可以檢測可用空間的。BANKSIZE=0x000000b2。

5、 MRSRB6、MRSRB7：Mode register set register bank6/7

可以修改的只有CL[6:4]（CAS latency，000 = 1 clock, 010 = 2 clocks, 011=3 clocks），其他的全部是固定的（fixed），故值為0x00000030。這個CAS在BIOS中應該也設置過吧，對PC的速度提升很明顯哦J

至此，13個寄存器全部配置好了，下面就可以把代碼復制到SDRAM中執行了，同樣的程序速度要比片內SRAM運行的慢不少。

————————————————————

1。關于CPU和SDRAM的硬件連接參考s3c2410datasheet的“MEMORY (SROM/SDRAM) ADDRESS PIN CONNECTIONS”可以得知，那么復制4K以后的代碼需要使用NANDFLASH控制器來讀取NANDFLASH，以后的實驗中將列舉，本實驗系統啟動后將NANDFLASH開始的4K數據復制到SRAM中，然后跳轉到0地址開始執行，然后初始化存儲控制器，把程序本身從SRAM中復制到SDRAM中，最后跳轉到SDRAM中運行，程序的標號：on_sdram，這個地址在連接程序時被確定為30000010，這個是SDRAM的地址，通過ldr pc,on_sdram，程序就可以跳轉到SDRAM去了。那么on_sdram的值為什么等于31000010呢？原因在于Makefile中連接程序的命令為arm-softfloat-linux-gnu-ld -Ttext 30000000 head_yoyo.o leds_yoyo.o -o sdram_elf,意思就是代碼段的起始地址為30000000，即程序的第一條指令（ bl disable_watchdog）的連接地址為30000000,其他類推，其程序標號為on_sdram的值為30000010，雖然 bl disable_watchdog，bl memsetup， bl copy_steppingstone_to_sdram，的連接地址都在SDRAM中，但是由于他們都是位置無關的相對跳轉指令，所以可以在SRAM中運行。

@**********************************************************
2 @ File : head_yoyo.S
3 @ 功能 : 設置SDRAM，將程序復制到SDRAM中，并跳轉到SDRAM中運行
4 @**********************************************************
5
6 .equ MEM_CTL_BASE, 0x48000000
7 .equ SDRAM_BASE, 0x30000000
8 .text
9 .global _start
10 _start:
11 bl disable_watchdog @關閉看門狗，否則CPU不斷重啟
12 bl memsetup @初始化SDRAM控制器
13 bl copy_steppingstone_to_sdram @復制代碼到SDRAM
14 ldr pc,=on_sdram
15
16
17 @*********************************************************
18 @ 子函數說明：跳轉到SDRAM中運行
19 @*********************************************************
20
21 on_sdram:
22 ldr sp,=0x34000000 @設置棧,由于棧是向下增長，實際的使用為0x340 00000-4(棧在使用之前要減4)
bl main @跳轉到C語言
24
25
26 halt_loop:
27 b halt_loop @死循環
28
29 @*********************************************************
30 @ 子函數說明：關閉看門狗
31 @*********************************************************
32
33 disable_watchdog:
34 ldr r0,=0x53000000
35 mov r1,#0x0
36 str r1,[r0]
37 mov pc,lr
38
39 @*********************************************************
40 @子函數說明：初始化內存控制器
41 @*********************************************************
42
43 memsetup:
mov r1,#MEM_CTL_BASE
45 adrl r2,mem_cfg_val
46 add r3,r1,#52
47 1:
48 ldr r4,[r2],#4 @將地址為R2的內存單元數據讀取到R4中，然后r2=r2 +4
49 str r4,[r1],#4 @將r4的數據寫入到r1的內存單元，然后r1=r1+4
50 cmp r1,r3 @比較R1，R3是否設置完所有的13個寄存器。
51 bne 1b @如果沒有復制完，就繼續
52 mov pc,lr @復制完后返回，b指令則不行。區別bl。
53
54
55 @*****************************************************************
56 @子函數說明：復制代碼到SDRAM,將SRAM中的4K數據全部復制到SDRAM，
57 @ SRAM起始地址為0x00000000，SDRAM的起始地址為0x30000000
58 @*****************************************************************
59
60 copy_steppingstone_to_sdram:
61 mov r1,#0 @設置R1為SRAM的起始地址為0x00000000
62 ldr r2,=SDRAM_BASE @設置R2為SDRAM的起始地址為0設置R1為0X300 00000
63 mov r3 ,#4*1024 @設置R3為4K
1:
65 ldr r4,[r1],#4 @從SRAM中讀取4字節的數據到R4中，然后r1=r 1+4
66 str r4,[r2],#4 @將r4中的4字節數據復制到SDRAM中，然后r2= r2+4
67 cmp r1,r3 @判斷是否完成：SRAM的地址是否等于末地址> 。
68 bne 1b @若沒有完成，繼續復制
69 mov pc,lr @返回
70
71 .align 4
72
73 @******************************************************
74 @存儲控制器13個寄存器的設置值
75 @******************************************************
76 mem_cfg_val:
77 .long 0x22011110 @BWSCON ：
78 .long 0x00000700 @BANKCON0
79 .long 0x00000700 @BANKCON1
80 .long 0x00000700 @BANKCON2
81 .long 0x00000700 @BANKCON3
82 .long 0x00000700 @BANKCON4
.long 0x00000700 @BANKCON5
84 .long 0x00018005 @BANKCON6
85 .long 0x00018005 @BANKCON7
86 .long 0x008e07a3 @REFRESH
87 .long 0x000000b1 @BANKSIZE
88 .long 0x00000030 @MRSRB6
89 .long 0x00000030 @MRSRB7
說明：
BWSCON：對應BANK0-BANK7，每BANK使用4位。這4位分別表示：
a．STx：啟動/禁止SDRAM的數據掩碼引腳，對于SDRAM，此位為0；對于SRAM，此位為1。有原理圖可知Not using UB/LB (The pins are dedicated nWBE[3:0])。
b．WSx：是否使用存儲器的WAIT信號，通常設為0
c．DWx：使用兩位來設置存儲器的位寬：00-8位，01-16位，10-32位，11-保留。
d．比較特殊的是BANK0對應的4位，它們由硬件跳線決定，只讀。
對于本開發板，使用兩片容量為32Mbyte、位寬為16的SDRAM組成容量為64Mbyte、位寬為32的存儲器，所以其BWSCON相應位為： 0010。對于本開發板，BWSCON可設為0x22111110：其實我們只需要將BANK6對應的4位設為0010即可，其它的是什么值沒什么影響，這個值是參考手冊上給出的。

BANKCON0-BANKCON5：我們沒用到，使用默認值0x00000700;

BANKCON6-BANKCON7:設為0x00018005 在8個BANK中，只有BANK6和BANK7可以使用SRAM或SDRAM，所以BANKCON6-7與BANKCON0-5有點不同：
a．MT([16:15])：用于設置本BANK外接的是SRAM還是SDRAM：SRAM-0b00，SDRAM-0b11
b．當MT=0b11時，還需要設置兩個參數：
Trcd([3:2])：RAS to CAS delay（00=2 clocks,01=3 clocks,10=4 clocks），由于使用的是HY57V561620(L)T-H，查看其手冊具體在“DEVICE OPERATING OPTION TABLE”，在100M的工作頻率下的推薦值為3clocks，所以設為推薦值0b01。
SCAN([1:0])：SDRAM的列地址位數，（00 = 8-bit，01 = 9-bit，10= 10-bit）對于本開發板使用的SDRAM HY57V561620(L)T-H（Column Address : CA0 ~ CA8），列地址位數為9，所以SCAN=0b01。
如果使用其他型號的SDRAM，您需要查看它的數據手冊來決定SCAN的取值：00-8位，01-9位，10-10位.

REFRESH：設為0x008e0000+ R_CNT 其中R_CNT用于控制SDRAM的刷新周期，占用REFRESH寄存器的[10:0]位，它的取值可如下計算(SDRAM時鐘頻率就是HCLK)：
R_CNT = 2^11 + 1 – SDRAM時鐘頻率(MHz) * SDRAM刷新周期(uS)
在未使用PLL時，SDRAM時鐘頻率等于晶振頻率12MHz；
SDRAM 的刷新周期在SDRAM的數據手冊上有標明，在本開發板使用的SDRAM HY57V561620（L）-H的數據手冊上，可看見這么一行“8192 refresh cycles / 64ms”：所以，刷新周期=64ms/8192 = 7.8125 uS。
對于本實驗，R_CNT = 2^11 + 1 – 12 * 7.8125 = 1955, REFRESH=0x008e0000 + 1955 = 0x008e07a3
Trp([21:20]):設置為0即可
Tsrc（［19：18］）：設置默認值即可。

BANKSIZE：
位[7]=1：Enable burst operation （0＝ARM核禁止突發傳輸，1＝ARM核支持突發傳輸）
位[5]=1：SDRAM power down mode enable（0＝不使用SCKE信號令SDRAM進入省電模式，1＝使用SCKE信號令SDRAM進入省電模式）
位[4]=1：SCLK is active only during the access (recommended)
位 [2:1]=010：BANK6、BANK7對應的地址空間與BANK0-5不同。BANK0-5的地址空間都是固定的128M，地址范圍是 (x*128M)到(x+1)*128M-1，x表示0到5。但是BANK7的起始地址是可變的，您可以從S3C2410數據手冊第5章“Table 5-1. Bank 6/7 Addresses”中了解到BANK6、7的地址范圍與地址空間的關系。本開發板僅使用BANK6的64M空間，我們可以令位 [2:1]=010(128M/128M)或001(64M/64M)：這沒關系，多出來的空間程序會檢測出來，不會發生使用不存在的內存的情況——后面介紹到的bootloader和linux內核都會作內存檢測。
位[6]、位[3]沒有使用。

MRSRBx：
能讓我們修改的只有位[6:4](CL＝CAS latency，查看SDRAM的DATASHEET)這是SDRAM時序的一個時間參數，SDRAM 不支持CL=1的情況，所以位[6:4]取值為010(CL=2)或011(CL=3)。開發板保守的值為0b11。

NOTE：
In Power_OFF mode, SDRAM has to enter SDRAM self-refresh mode.

1
18
19 #define rGPFCON (*(volatile unsigned long *)0x56000050)
20 #define rGPFDAT (*(volatile unsigned long *)0x56000054)

#define GPF4_OUTP (0x01<<8)
23 #define GPF5_OUTP (0x01<<10)
24 #define GPF6_OUTP (0x01<<12)
25 #define GPF7_OUTP (0x01<<14)
26
27 void wait(unsigned long time)
28 {
29 for(;time>0;time--);
30 }
31
32 int main()
33 {
34
35 rGPFCON = GPF4_OUTP|GPF5_OUTP|GPF6_OUTP|GPF7_OUTP;
36
37 while(1)
38 {
39 wait(30000);
40 rGPFDAT = (~1<<4);
41 wait(30000);
42 rGPFDAT = (~1<<5);
43 wait(30000);
44 rGPFDAT = (~1<<6);
45 wait(30000);
46 rGPFDAT = (~1<<7);
47
48 }
49 }