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Linux内核驱动之DDR3(二)内存映射

一 内存映射的概念

上文中的内存寻址主要讲的是内存控制器如何去访问DDR3芯片基本存储单元


本文中的内存映射主要讲的是如何将内存控制器管理的DDR3芯片地址空间映射到SOC芯片为DDR3预留的地址范围。比如基于ARM的SOC芯片，DDR3的预留地址一般都是0x80000000，如果没有使用内存映射，SOC去访问0x80000000地址时会造成整个系统崩溃，因为访问的地址并不存在实际的内存


DDR3控制器有两种映射模式：非交织映射和交织映射(interlave). 交织映射，即双通道内存技术，当访问在控制器A上进行时，控制器B为下一次访问做准备，数据访问在两个控制器上交替进行，从而提高DDR吞吐率。支持128byte,256byte,512byte的交织模式。如果要使用交织模式，要保证有两个内存控制器以及两个内存控制器有对称的物理内存(即两块内存大小一致；在各自的控制器上的地址映射一致)


非交织映射，即两个内存控制器的内存映射在各自的映射范围内线性递增。对于只存在1个内存控制器或者只使用1个内存控制器时则只能使用非交织的线性映射模式。


二 内存映射具体介绍 


下面以DM385和DM8168来介绍内存映射 :
DM385有1个DDR控制器EMIF0支持JEDEC标准的DDR2,DDR3芯片. 当然DM385只能使用非交织映射模式 数据总线支持16bit和32bit. DM385有4个内存映射寄存器,所以最多可以映射4段地址空间 DMM_LISA_MAP__0, DMM_LISA_MAP__1,  DMM_LISA_MAP__2, DMM_LISA_MAP__3 下图是该寄存器的具体介绍


SYS_ADDR:  映射到SOC系统上的物理地址, 比如需要映射到0x8000000则SYS_ADDR = 80

SYS_SIZE:   映射的内存大小,讲的是主要给系统映射了多大的内存

SDRC_INTL: 是否使用交织模式，以及使用何种交织模式映射

SDRC_MAP: 交织映射则为3，否则为1或者2 

SDRC_ADDR:内存控制器的高位地址即没有映射前他的内存地址            一般都是从0x00000000开始


下面是我们DM385板卡的内存映射

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__0  0x00

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__1  0x00 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__3  0x80400100

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__4  0xB0400110 

使用了两个映射寄存器，所以主要映射了两段地址空间

Linux内核驱动之DDR3(二)内存映射_第1张图片

从上图可以看出来 
第一段映射是将EMIF0的0x00000000映射到SOC系统地址0x8000000上，映射长度为256MB 
第二段映射是将EMIF0的0x10000000映射到SOC系统地址0xB000000上，映射长度为256MB 
下图是访问模式，线性访问物理地址


由于DM385只有一个内存控制器EMIF0所以只能非交织映射 当然对于上述映射方式可以变为如下映射

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__0  0x00 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__1  0x00 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__3  0x00 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__4  0x80500100 
将EMIF0的0x00000000映射到SOC系统地址0x80000000,映射长度是512MB


DM8168内存映射 


2个DDR控制器EMIF0和EMIF1,支持JEDEC标准的DDR2,DDR3芯片 DM8168支持非交织模式映射和交织模式映射 数据总线支持16bit和32bit. 
DM8168有4个内存映射寄存器,所以最多可以映射4段地址空间 下面是我们DM8168板卡的内存映射 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__0  0x00 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__1  0x00 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__3  0x80640300 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__4  0xC0640320 

使用了两个映射寄存器，所以主要映射了两段地址空间

Linux内核驱动之DDR3(二)内存映射_第2张图片

从上图可知 
第一段映射是将EMIF0和EMIF1的0x0000000交织映射到SOC系统的0x80000000，对于系统来说了总共映射了1GB的大小，从EMIF0映射了512MB,EMIF1映射了512MB 
第二段映射是将EMIF0和EMIF1的0x2000000交织映射到SOC系统的0xC0000000，对于系统来说了总共映射了1GB的大小，从EMIF0映射了512MB,EMIF1映射了512MB 
下图是访问模式，交织访问物理地址,128字节交替映射，在交织访问模式下，系统送出的物理地址在两个内存控制器上交替访问


当然也可以使用如下非交织映射

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__0  0x00 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__1  0x00 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__3  0x80600100 

#define DDR3_DMM_LISA_MAP__4  0xC0600200 
将EMIF0的0x00000000映射到SOC系统地址0x80000000,映射长度是1GB 
将EMIF1的0x00000000映射到SOC系统地址0xC0000000,映射长度是1GB 
使用下图的线性访问模式






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