SDRAM的調(diào)試總結(jié)

1 概述

實(shí)驗(yàn)平臺(tái)： JZ2440

CPU： S3C2440

SDRAM型號(hào)： EM63A165TS-6G

2 SDRAM的一些基本概念

2.1 引腳分配

2.2 引腳描述

A0-A12 ：地址線

DQ0-DQ15 ：數(shù)據(jù)線

LDQM、UDQM ：數(shù)據(jù)屏蔽控制

BA0-BA1 ：L-BANK地址線

CLK ：時(shí)鐘

CKE ：時(shí)鐘使能

CS# ：片選

WE# ：寫使能

CAS# ：列地址選通脈沖

RAS# ：行地址選通脈沖

VSS、VSSQ ：地

VDD、VDDQ ：電源

2.3 內(nèi)部框圖

2.4 基本概念

初始化完成之后，想要對(duì)一個(gè)L-BANK的陣列進(jìn)行尋址，需要經(jīng)過片選、選擇L-BANK、激活對(duì)應(yīng)的行，選擇對(duì)應(yīng)的列并發(fā)送讀寫命令，完成對(duì)應(yīng)操作。

2.4.1 行(Row)有效

確定要操作的行，使之處于激活(Active)狀態(tài)；行有效操作與片選、L-BANK地址同時(shí)進(jìn)行。

2.4.2 列(Column)尋址

行有效后，經(jīng)過一定的時(shí)間間隔后[Trcd(RAS to CAS Delay)]，進(jìn)行列尋址操作，確定要操作的存儲(chǔ)單元；列尋址與讀寫命令同時(shí)進(jìn)行。

2.4.3 數(shù)據(jù)輸出（讀）

從CAS與讀取命令發(fā)出，到第一筆數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)總線上，有一段時(shí)間間隔，這個(gè)時(shí)間間隔成為[Tcl(CAS Latency，CAS潛伏期)]；從數(shù)據(jù)總線上有數(shù)據(jù)輸出之前的一個(gè)上升沿開始，數(shù)據(jù)已被觸發(fā)，經(jīng)過一定的驅(qū)動(dòng)時(shí)間，最終被傳向數(shù)據(jù)總線上，這段驅(qū)動(dòng)時(shí)間，被稱為[Tac(Access Time from CLK，時(shí)鐘出發(fā)后的訪問時(shí)間)]，每個(gè)數(shù)據(jù)讀取時(shí)，都有Tac，包括連續(xù)讀取，只是在第一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐瑫r(shí)，就開始了第二個(gè)數(shù)據(jù)的Tac。

2.4.4 數(shù)據(jù)輸入（寫）

數(shù)據(jù)寫入也是在Trcd之后進(jìn)行，數(shù)據(jù)與CAS同時(shí)發(fā)送，即寫入延時(shí)為0，但是為了保證數(shù)據(jù)的寫入可靠，都會(huì)留出足夠的寫入、校正時(shí)間[Twr(Write Recovery Time)]，這個(gè)操作也被稱作寫回(Write Back)；注意，預(yù)充電與寫操作不能同時(shí)進(jìn)行，并且在寫操作完成后，等待Twr的時(shí)間間隔，才能執(zhí)行預(yù)充電操作。

2.4.5 突發(fā)（Burst）

突發(fā)是指同一行中，相鄰的存儲(chǔ)單元連續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，連續(xù)傳輸所涉及的存儲(chǔ)單元（列）的量，就是突發(fā)長(zhǎng)度(Burst Length, BL)；只要起始列地址和突發(fā)長(zhǎng)度，內(nèi)存就會(huì)依次地自動(dòng)對(duì)后面相應(yīng)數(shù)量的存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫操作，而不需要控制器連續(xù)地提供列地址。

Full Page突發(fā)傳輸：L-BANK里，對(duì)某一行中所有存儲(chǔ)單元按順序連續(xù)傳輸。

順序傳輸：從指定起始單元開始，按順序傳輸。

交錯(cuò)傳輸：按照指定規(guī)則，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

2.4.6 預(yù)充電（Precharge）

L-BANK關(guān)閉現(xiàn)有工作行，準(zhǔn)備打開新行的操作，就是預(yù)充電操作。實(shí)際上，預(yù)充電就是對(duì)工作行中所有存儲(chǔ)單元進(jìn)行數(shù)據(jù)重寫，并對(duì)行地址進(jìn)行復(fù)位，以準(zhǔn)備新行的工作。地址線A10控制著讀寫之后，是否進(jìn)行自動(dòng)預(yù)充電操作。

在發(fā)出預(yù)充電命令之后，要經(jīng)過一定時(shí)間才能發(fā)送行有效命令打開新的工作行，這段時(shí)間為[Trp(Precharge command period)，預(yù)充電有效周期]。

2.4.7 刷新（Refresh）

刷新的意義在于保存數(shù)據(jù)。在刷新過程中，所有L-BANK都停止工作，所有的工作命令只能等待而無法執(zhí)行，刷新完成后，才會(huì)重新進(jìn)入工作狀態(tài)。

刷新分為兩種：自動(dòng)刷新（Auto Refresh, AR）和自刷新（Self Refresh, SR）。

自動(dòng)刷新：在正常工作狀態(tài)下，芯片周而復(fù)始地自動(dòng)刷新，以保存臨時(shí)存儲(chǔ)地?cái)?shù)據(jù)。

自刷新：在休眠狀態(tài)下（在發(fā)出AR命令后，使CKE置于無效狀態(tài)，重新使能CKE可退出），芯片內(nèi)部自動(dòng)刷新，以保證數(shù)據(jù)不丟失。

2.4.8 刷新與預(yù)充電地區(qū)別

預(yù)充電是對(duì)一個(gè)或所有L-BANK中的一個(gè)工作行進(jìn)行重寫操作，是不定期的；刷新是對(duì)所有行進(jìn)行重寫操作，以保留那些久久未被重寫的存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)。

2.4.9 數(shù)據(jù)掩碼

屏蔽不需要的數(shù)據(jù)。在讀取數(shù)據(jù)時(shí)，DQM發(fā)出，兩個(gè)時(shí)鐘周期后生效；在數(shù)據(jù)寫入時(shí)，DQM立即生效。

2.4.10 幾種讀取時(shí)可能出現(xiàn)的情形

a、頁(yè)命中（PH, Page Hit）

要尋址的行與L-BANK是空閑的，直接發(fā)送行有效，再發(fā)送列尋址，即可完成讀寫操作。

b、頁(yè)快速命中（PFH, Page Fast Hit）

要尋址的行正好是前一個(gè)操作的工作行，即尋址的行已處于選通有效狀態(tài)，可以直接發(fā)送列尋址，即可完成讀寫操作。

c、頁(yè)錯(cuò)失（PM, Page Miss）

要尋址的行所在的L-BANK中已經(jīng)有一個(gè)激活的工作行（尋址沖突），這時(shí)必須先對(duì)激活的工作行進(jìn)行預(yù)充電操作，關(guān)閉激活的行，再對(duì)新行發(fā)送行有效，頁(yè)尋址，才能完成讀寫操作。

交錯(cuò)式內(nèi)存控制：一個(gè)L-BANK進(jìn)行工作時(shí)，對(duì)下一個(gè)要工作的L-BANK進(jìn)行預(yù)充電操作。

3 EM63A165TS

3.1 時(shí)序

模式寄存器位映射關(guān)系

3.3 突發(fā)訪問規(guī)則

3.4 AC特性

4 S3C2440芯片配置說明

4.1 原理圖說明

這是一種兩個(gè)16位位寬的SDRAM芯片拼接成一個(gè)32位位寬的模組接法。

注意，A0連接CPU的哪根地址線，是由模組的數(shù)據(jù)位寬決定的。由于CPU是按字節(jié)尋址的，而SDRAM模組是按字尋址的，所以應(yīng)該進(jìn)行地址轉(zhuǎn)換。

4.2 寄存器設(shè)置（clocks = 10ns）

4.2.1 BWSCON

說明

[27]

0：把對(duì)應(yīng)的引腳映射為寫字節(jié)使能，該位的作用是，對(duì)寫入數(shù)據(jù)，屏蔽不需要寫入的字節(jié)，實(shí)現(xiàn)單個(gè)字節(jié)寫操作。

1：把對(duì)應(yīng)的引腳映射為字節(jié)使能，該位的作用是，對(duì)讀入數(shù)據(jù)，屏蔽不需要讀取的字節(jié)，實(shí)現(xiàn)單個(gè)字節(jié)讀操作。

[26]

如果CPU速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于SDRAM速度，當(dāng)CPU向SDRAM發(fā)送讀取命令時(shí)，SDRAM未能及時(shí)準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)，可以使能該位，設(shè)置等待，保證能讀到數(shù)據(jù)。

4.2.2 BANKCON6

4.2.3 REFRESH

4.2.4 BANKSIZE

4.2.5 MRSRB6

5 參考文檔

《S3C2440用戶手冊(cè)》

《EM63A165TS Datasheet》

《高手進(jìn)階——高級(jí)內(nèi)存技術(shù)指南》

《嵌入式Linux開發(fā)完全手冊(cè)》