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1. 概述
S3C6410内存控制器是采用的PL340内存控制芯片。AMBA APB3.0接口协议规定,可以通过编程将AXI从总线接口和APB主总线接口进行桥接,实现二者总线上的数据的传输。
DRAM控制器可以通过配置兼容SDRAM类型芯片。通过向DRAM控制器中PL340写入内存芯片配置参数,内存时序,来控制内存工作。
DRAM控制器可以直接从SDRAM或DRAM接收一个控制命令。通过将操作命令写入direct_cmd寄存器,操作SDRAM进行对应操作。通过向memc_cmd寄存器写入状态模式命令,使DRAM控制器进入对应的工作模式。例如:向direct_cmd寄存器写入:Prechargeall’,‘Autorefresh’,‘NOP’,and ‘MRS’ 等命令,可以让SDRAM芯片分别执行不同操作,向memc_cmd寄存器写入一些状态命令可以让SDRAM芯片进入’Config’, ‘Ready’, and ‘Low_power’等工作模式。
DRAM控制器支持两种节能模式。当SDRAM处于不活动状态并且持续一定的时钟周期时,DRAM控制器会自动将SDRAM进入预充电节能模式或正常节能模式下以降低系统功耗。当驱动操作DRAM控制器进入对应的STOP(停止),Deep Stop(深度睡眠),Sleep Mode(睡眠)等模式时,SDRAM芯片进入自刷新的节能模式。
l 支持SDR SDRAM,Mobile SDR SDRAM,DDR SDRAM和Mobile DDR SDRAM类型芯片
l 支持两个内存芯片
l 支持64位的AMBA AXI总线类型
l 支持16位、64位内存总线
n 存储器接口1:支持16位DDR SDRAM和Mobile DDR SDRAM类型芯片
支持32位DDR SDRAM,Mobile DDR SDRAM,Mobile SDR SDRAM和SDR SDRAM类型芯片
不支持16位Mobile SDR SDRAM和SDR SDRAM类型芯片
l 地址空间:存储器接口1支持最多2Gb地址空间
l 支持正常节能模式和预充电的节能模式
l 数据传输低延迟特性
l 外部存储器总线优化
l 通过设置SFR寄存器支持选择外部存储器选型
l 通过SFR寄存器配置存储器的时序
l 支持扩展MRS指令集
l 工作电压:存储器接口1: 1.8V,2.5V
2. SDRAM类型内存接口
DRAM控制器支持最多两个相同类型的内存芯片,每个芯片最大容量256M。所有芯片共享相同引脚(时钟使能引脚和片选引脚除外),如表1-1所示给出了DRAM控制器的外部存储器引脚配置信息。
3. SDRAM初始化
在系统上电后,必须通过软件配置SDRAM接入DRAM控制器并且初始化DRAM控制器,下面给出DDR、MOBILE DDR SDRAM的初始化流程。
a) 向mem_cmd寄存器写入0b10,使其进入NOP工作状态
b) 向mem_cmd寄存器写入0b00,使其进入Prechargeall(整片预充电)工作状态
c) 向mem_cmd寄存器写入0b11,使其进入Autorefresh(自刷新)工作状态
d) 再次向mem_cmd寄存器写入0b11,使其进入Autorefresh(自刷新)工作状态
e) 向mem_cmd寄存器写入0b10,使其进入MRS工作状态,并且地址空间内的EMRS必须置位
f) 再次向mem_cmd寄存器写入0b10,使其进入MRS工作状态,并且地址空间内的MRS必须置位
4. DRAM寄存器
1) DRAM控制器状态寄存器(P1MEMSTAT)
P1MEMSTAT |
位 |
描述 |
初始值 |
保留 |
[31:9] |
- |
- |
芯片数量 |
[8:7] |
内存控制器支持的芯片最大数量: 01 = 2片 6410只支持2片芯片,初始化为只读的01 |
01 |
芯片类型 |
[6:4] |
内存控制器支持的芯片类型: 100 = MSDR/SDR/MDDR/DDR中任一类型 |
100 |
芯片位宽 |
[3:2] |
接入内存芯片的位宽: 00 = 16位 01 = 32位 10 = 保留 11 = 保留 |
01 |
控制器状态 |
[1:0] |
DRAM控制器状态: 00 = Config配置状态 01 = Ready就绪状态 10 = Pause暂停状态 11 = Low-Power节能状态 |
00 |
实际上,读到的有用信息就是Controller Status和Memory width。
2) DRAM控制器命令寄存器(P1MEMCCMD)
P1MEMCCMD |
位 |
描述 |
初始值 |
保留 |
[31:3] |
未定义,写入0 |
- |
Memc_cmd |
[2:0] |
设置内存控制器的工作状态: 000 = Go 001 = sleep 010 = wakeup 011 = Pause 100 = Configure 101~111 = 保留 |
|
最开始应该配置为0x4,是处于Configure状态。在配置完所有的DRAM之后,将该寄存器设置为0x0,处于运行状态。
3) 直接命令寄存器(P1DIRECTCMD)
P1DIRECTCMD |
位 |
描述 |
初始值 |
保留 |
[31:23] |
未定义,写入0 |
|
扩展内存命令 |
[22] |
(见下表) |
|
芯片号 |
[21:20] |
映射到外部存储芯片地址的位 |
|
命令 |
[19:18] |
具体命令(见下表) |
|
Bank地址 |
[17:16] |
当以MRS或EMRS命令访问时,映射到外部存储器的Bank地址位 |
|
|
[15:14] |
未定义,写入0 |
|
地址线0~13 |
[13:0] |
当以MRS或EMRS命令访问时,映射到外部存储器的内存地址位 |
|
用于发送命令到DRAM和访问DRAM中的MRS和EMRS寄存器。通过该寄存器初始化DRAM,先设置为NOP模式,然后设置为PrechargeAll进行充电,然后设置EMRS和MRS寄存器,一般是这么一个流程。具体的要参见你所使用的DRAM的datasheet。
4) 内存配置寄存器(P1MEMCFG)
P1MEMCFG |
位 |
描述 |
初始值 |
保留 |
[31:23] |
未定义 |
|
启动芯片 |
[22] |
使能下面数量的芯片开始执行刷新操作: 00 = 1芯片 01 = 2芯片 10/11 = 保留 |
00 |
QoS master位 |
[20:18] |
设置QoS值: 000 = ARID[3:0] 001= ARID[4:1] 010 = ARID[5:2] 011 = ARID[6:3] 100 = ARID[7:4] 101~111 = 保留 |
000 |
内存突发访问 |
[17:15] |
在内存读写时,设置突发访问数据的数量: 000 = 突发访问1个数据 001 = 突发访问2个数据 010 = 突发访问4个数据 011 = 突发访问8个数据 100 = 突发访问16个数据 101~111 = 保留 该值必须通过DIRECTORYCMD寄存器,写入到内存的模式寄存器中,并且数据必须匹配 |
010 |
Bank地址 |
[17:16] |
当以MRS或EMRS命令访问时,映射到外部存储器的Bank地址位 |
|
Stop_mem_clock |
[14] |
当停止芯片时钟,不允许访问内存数据时,置位 |
0 |
自动节能 |
[13] |
当该位置位时,芯片自动进入节能状态 |
0 |
关闭芯片延迟时间 |
[12:7] |
当关闭内存芯片时,延迟的时钟个数 |
000000 |
自动预充电位 |
[6] |
内存地址中自动预充电位的位置: 0 = ADDR[10] 1 = ADDR[8] |
0 |
行地址位数 |
[5:3] |
AXI地址线上的行地址位数: 000 = 11位 001 = 12位 010 = 13位 011 = 14位 100 = 15位 101= 16位 |
100 |
列地址位数 |
[2:0] |
AXI地址线上的列地址位数: 000 = 8位 001 = 9位 010 = 10位 011 = 11位 100 = 12位 |
000 |
参考DRAM的datasheet。
5) 内存刷新时间寄存器(P1REFRESH)
P1REFRESH |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:15] |
- |
|
刷新时间 |
[14:0] |
内存刷新时钟周期数 |
0xA60 |
6) CAS 延迟寄存器(P1CASLAT)
P1CASLAT |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:4] |
- |
- |
CAS延迟 |
[3:1] |
列地址选通延迟内存时钟周期数 |
0xA60 |
CAS HALF周期 |
[0] |
设置CAS延迟数是否为半个内存时钟周期 0 = 以[3:1]设置数为CAS延迟时钟周期 1 = 以[3:1]设置数的一半为CAS延迟时钟周期 |
0 |
参考DRAM的datasheet。
下面13个寄存器用于DRAM操作中所需时间和延时寄存器,具体可以参考PL340文档。
7) T_DQSS寄存器(P1T_DQSS)
P1T_DQSS |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:2] |
- |
- |
t_DQSS |
[1:0] |
写入DQS的时钟周期 |
1 |
8) T_MRD寄存器(P1T_MRD)
P1T_MRD |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:7] |
- |
- |
t_ MRD |
[6:0] |
设置模式寄存器命令时间(内存时钟周期为单位) |
0x02 |
9) T_RAS寄存器(P1T_RAS)
P1T_RAS |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:4] |
- |
- |
t_RAS |
[3:0] |
设置行地址选通到预充电操作延迟时间(内存时钟周期为单位) |
0x7 |
10) T_RC寄存器(P1T_RC)
P1T_RC |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:4] |
- |
- |
t_RC |
[3:0] |
设置激活内存Bank x到激活另外一个Bank x操作的延迟时间(内存时钟周期为单位) |
0xB |
11) T_RCD寄存器(P1T_RCD)
P1T_RCD |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:6] |
- |
- |
Scheduled_RCD |
[5:3] |
设置t_RCD-3 |
011 |
t_RCD |
[2:0] |
设置RAS到CAS操作的最小延迟时间(内存时钟周期为单位) |
101 |
12) T_RFC寄存器(P1T_RFC)
P1T_RFC |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:10] |
- |
- |
Scheduled_RFC |
[9:5] |
设置t_RFC-3 |
0x10 |
t_RFC |
[4:0] |
设置自动刷新命令操作延迟时间(内存时钟周期为单位) |
0x12 |
13) T_RP寄存器(P1T_RP)
P1T_RP |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:6] |
- |
- |
Scheduled_RP |
[5:3] |
设置t_RP-3 |
011 |
t_RFC |
[2:0] |
设置预充电到RAS操作的延迟时间(内存时钟周期为单位) |
101 |
14) T_RRD寄存器(P1T_RRD)
P1T_ RRD |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:4] |
- |
- |
t_RRD |
[3:0] |
设置激活内存Bank x到激活内存Bank y操作的延迟时间(内存时钟周期为单位) |
0x2 |
15) T_WR寄存器(P1T_WR)
P1T_ WR |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:3] |
- |
- |
t_WR |
[2:0] |
设置写入数据到预充电操作的延迟时间(内存时钟周期为单位) |
011 |
16) T_WTR寄存器(P1T_WTR)
P1T_ WTR |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:3] |
- |
- |
t_WTR |
[2:0] |
设置写入数据到读取数据操作的延迟时间(内存时钟周期为单位) |
011 |
17) T_XP寄存器(P1T_XP)
P1T_ XP |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:8] |
- |
- |
t_XP |
[7:0] |
设置退出关闭电源命令的延迟时间(内存时钟周期为单位) |
0x1 |
18) T_XSR寄存器(P1T_XSR)
P1T_ XSR |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:8] |
- |
- |
t_XSR |
[7:0] |
设置退出自刷新命令的延迟时间(内存时钟周期为单位) |
0xA |
19) T_ESR寄存器(P1T_ESR)
P1T_ ESR |
位 |
描述 |
初始值 |
|
[31:8] |
- |
- |
t_ESR |
[7:0] |
设置自刷新命令的延迟时间(内存时钟周期为单位) |
0x14 |
内存初始化代码:
(开发环境为ADS1.2)
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