S3C6410,Tiny6410,Mini6410,MoblieDDR内存驱动

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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。

 S3C6410,Tiny6410,Mini6410,MoblieDDR内存驱动_第1张图片

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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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