裸机——DDR

1.DDR介绍

　　DDR，是SDRAM的改进，是双通道的SDRAM，

　　SDRAM是同步动态随机访问存储器。

　　SDRAM与SRAM相对于，二者的特点是：

　　　　SDRAM　　需要初始化，使用时许访问，价格便宜。

　　　　SRAM　　  不需要初始化，价格贵。

　　与之相似的还有 Norflash 和 Nandflash

　　RAM之所掉电丢失数据，是因为RAM使用电容实现0,1二进制表示。

　　最后，还需要了解，地球上制造RAM的公司多，但是一线大厂只有几家，一线大厂的RAM各有不同，但是二线厂商的RAM都向一线厂商靠，所以二线厂商的DDR如果是使用三星的SoC，那么直接使用三星的DDR初始化程序都可能成功初始化二线厂商的DDR。

2.初始化DDR

　　（1）首先看原理图

　　　　看原理图的目的：

　　　　　　获得板子上的DDR芯片名

　　　　　　知道板子上的DDR是怎么接的

　　下面是 SoC 上给DDR的接口：

　　可以看出：

　　　　这款SoC有三个接口，

　　　　每个接口的先分为三类：数据线，地址线，时序线，

　　　　另外注意到地址线并不是 32根，而是14根，这说明一个接口可以连接的内存片存储最大值为 2^14B

　　然后再看接的内存片的原理图：

　　可以看出：

　　　　实际使用SoC内存接口为：Port1, Port2

　　　　芯片正好与SoC的接口对齐，也分为：数据线，地址线，时序线，并且注意BA0,BA1,BA2位片选线（后面会用）

　　　　芯片无晶振，说明使用SoC提供频率，由于SoC频率低，所以芯片本身需要倍频，

　　　　一片内存位宽为16位，使用两片构成32位。

　　　　芯片信号：K4T1G164QQ

　　

　　总结：

　　　　　　通过查看原理图，了解开发板上芯片和SoC的连接情况，和芯片编号。

　　接下来利用芯片编号，找到芯片的手册，大致了解下芯片情况。

　　芯片编号为 K4T1G164QQ

　　　芯片手册是各种规格的集合，需要根据芯片编号得知自己的芯片规格，再看对应的说明

　　芯片编号的解读方法如下：

　　K4T1G164QQ

　　1 ：K 说明是三星的

　　2： 4 说明是DRAM

　　3：T  是 DDR2

　　4：1G 密度和刷新速度，为 1Gb也就是 128MB

　　5：16 位宽为16bit

　　6：4   8Bank

　　7：电压

　　后面没用了

　　总结为 ： DDR2  1Gb  16bit 8Bank

　　根据上面数据找到这张图

　　　现在需要知道内存是如何确定每个 bit 的位置的。

　　　内存是多个 Bank组成，每个Bank是个二维地址有col和row确定的存储单元，这样就构成了三维的矩阵。

　　 　所以每个bit先要确定 Bank，然后再是 row 和 col。

　　　　对应上面的图可以知道，一共17根线传输这些地址数据，3位用来选Bank（BA0,BA1,BA2），也就 8 Bank

　　　　10位 Col，14位Row，所以 1Bank 就是 2^24 B = 16MB

　　　　8Bank = 128MB

　　　　注意Col，Row确定一个Byte，内存的最小单位是Byte，那为什么我们可以操作bit呢？原因是我们使用寄存器和移位器来操作bit，与DDR无关。

　　完成了上面工作，对板子上的内存芯片就有了足够的认识，

　　就下来应该结合 SoC UM 和 参考代码进行分析，

　　因为知道使用的是DDR2，所以看SoC UM 对DDR2初始化的部分，一共有27步，应该结合参考代码看。

（1）设置驱动强度

    /* DMC0 Drive Strength (Setting 2X) */

    ldr    r0, =ELFIN_GPIO_BASE

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP1_0DRV_SR_OFFSET]        // 寄存器中对应0b10，就是2X

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP1_1DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP1_2DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP1_3DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP1_4DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP1_5DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP1_6DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP1_7DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x00002AAA
    str    r1, [r0, #MP1_8DRV_SR_OFFSET]

    /* DMC1 Drive Strength (Setting 2X) */

    ldr    r0, =ELFIN_GPIO_BASE

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP2_0DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP2_1DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP2_2DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP2_3DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP2_4DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP2_5DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP2_6DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x0000AAAA
    str    r1, [r0, #MP2_7DRV_SR_OFFSET]

    ldr    r1, =0x00002AAA
    str    r1, [r0, #MP2_8DRV_SR_OFFSET]

（2）设置PLL，因为DDR使用SoC提供时钟，频率太低，需要倍频，所以需要使用PLL

    /* DMC0 initialization at single Type*/
    ldr    r0, =APB_DMC_0_BASE

    ldr    r1, =0x00101000                @PhyControl0 DLL parameter setting, manual 0x00101000
    str    r1, [r0, #DMC_PHYCONTROL0]

    ldr    r1, =0x00000086                @PhyControl1 DLL parameter setting, LPDDR/LPDDR2 Case
    str    r1, [r0, #DMC_PHYCONTROL1]

    ldr    r1, =0x00101002                @PhyControl0 DLL on
    str    r1, [r0, #DMC_PHYCONTROL0]

    ldr    r1, =0x00101003                @PhyControl0 DLL start
    str    r1, [r0, #DMC_PHYCONTROL0]

find_lock_val:
    ldr    r1, [r0, #DMC_PHYSTATUS]        @Load Phystatus register value
    and    r2, r1, #0x7
    cmp    r2, #0x7                @Loop until DLL is locked
    bne    find_lock_val

    and    r1, #0x3fc0
    mov    r2, r1, LSL #
    orr    r2, r2, #0x100000
    orr    r2 ,r2, #0x1000    

    orr    r1, r2, #0x3                @Force Value locking
    str    r1, [r0, #DMC_PHYCONTROL0]

这一步和时序相关，看不懂

    ldr    r1, =0x0FFF2010                @ConControl auto refresh off
    str    r1, [r0, #DMC_CONCONTROL]

对应文档中的这几步

接下来

#define DMC0_MEMCONFIG_0 0x20F01323 // MemConfig0 256MB config, 8 banks,Mapping Method[12:15]0:linear, 1:linterleaved, 2:Mixed#define    DMC1_MEMCONTROL        0x00202400    // MemControl    BL=4, 2 chip, DDR2 type, dynamic self refresh, force precharge, dynamic power down off

ldr r1, =DMC0_MEMCONTROL @MemControl BL=4, 1 chip, DDR2 type, dynamic self refresh, force precharge, dynamic power down off
str r1, [r0, #DMC_MEMCONTROL]

ldr r1, =DMC0_MEMCONFIG_0 @MemConfig0 256MB config, 8 banks,Mapping Method[12:15]0:linear, 1:linterleaved, 2:Mixed
str r1, [r0, #DMC_MEMCONFIG0]

这里按照硬件连接情况设置。

接下来比较重要

    ldr    r1, =DMC0_MEMCONFIG_1            @MemConfig1    #define DMC0_MEMCONFIG_1    0x30F00312    // MemConfig1        默认值
    str    r1, [r0, #DMC_MEMCONFIG1]

看UM

可以看出，31-24设置内存的基地址，基地址该如何设置应该看SoC安排的Memory Map

　地址向上生长，DRAM0使用 0x3000_0000

　 23-16是使用掩码的方式设置长度，根据 Memory Map 可以看出DRAM0长度最大0x3FFF_FFFF，这里设置的也是这个

其他的按照前面查的数据填。

　　

　　其他的代码基本上时序，没得可以变的，也看不懂。

　　这样 DDR的初始化就完了。

总结：

　　通过这次初始化，学习如何使用芯片手册，SoC手册，参考代码，原理图。

　　简单说是：

　　　　先看原理图，了解SoC和芯片实际连接，和使用的芯片类型。

　　　　再看芯片手册，了解下芯片，当然前提需要知道硬件的基本常识。

　　　　再依照参考代码看SoC手册，期间需要结合芯片手册确定某些特殊数据。

　　

　　可以看出 DDR 的初始化基本上没得可以改的，也不会改，

　　需要注意的就是内存的起始地址和长度的设置部分，这里可以变通。