jz2440存储管理实验【学习笔记】

平台:jz2440

作者：庄泽彬(欢迎转载，请注明作者)

说明：韦东山一期视频学习笔记

简介:先来简单的说明一下这次的实验，看看下图，我们的程序通过烧录器下载到nandflash当中去，之后在启动的时候s3c2440会把nandflash的前4k的内容copy到内部的ram当中运行，我们这次实验的主要目的是把在芯片内部运行的程序，拷贝到sdram当中运行。

一、原理图:

　　

    jz2440是使用2块32M的sdram，组合成64M的sdram来使用的LADDR2 ~LADDR14 是地址线，LDATA0 ~LDATA31是输出的数据引脚,LnGCS6 是片选引脚，LnSRAS 列脉冲选中引脚、LnGCS6 行脉冲选择引脚、在上图中sdram的寻址方式是先选中处于哪一个bank，之后在发出行地址和列地址来找到存储的内容，BA0、BA1是bank选择引脚，是用来确定具体位于哪个bank使用的。
    仔细看一下sdram的连接方式数据引脚是LADDR2 ~LADDR14连接到A0~A12,为什么不从LADDR0开始呢？下面我们来详细说一下。

　jz2440使用的sdram是使用两片16位的sram组成32位数据宽度，也就是说我们发出一个地址，假设地址为0x00000000,我们读取到的是4个字节的内容，按照下图读取的内容为1,2,3,4，如果地址为0x00000001,读取的内容还是1,2,3,4。至于是哪个数据是在内存控制器处理之后发给CPU的。因此A0,A1地址线完全没有必要，不能用A0,A1取出其中的一个内容，因此A0,A1不接。

　

为什么要使用LADDR24 、LADDR25作为bank的选择引脚，这是根据芯片手册上给的建议连接的，请看下图.

    

二、配置sdram

     我们这次实验的目的是在sdram中运行我们的程序，因此我们要初始化sdram之后才能够使用它，要使用sdram我们一共要配置13个寄存器，即可使用。

    2.1  BWSCON寄存器是用来配置sdram的数据位宽度的，jz2440可以用来接sdram的bank，只有bank6以及bank7，实际使用的是bank6.因此把bank6配置成32位，

           因此BWSCON设置为0x22011110

     

2.2接下来有BANKCON0~BANKCON5这6个寄存器，这是用来控制其他的内存接口的，我们没有用到设置成默认值0x0700.

2.3BANKCON6与BANKCON7的配置，我们BANKCON6与BANKCON7外接的是sdram因此MT[16:15]设置为11，根据datasheet如何配置为sdram的话，要设置的主要有[3:2]以及[1:0]位，Tcrd[3:2]设置为推荐的值10，SCAN[1:0]用来配置列地址的位数，我们的sdram为9位因此设置为0x01,因此这个寄存器设置为0x18005 　　

2.4 刷新控制寄存器REFRESH 的配置：

      REFEN[23]位设置为1使能这个寄存器

      TREFMD[22]位设置为0，设置为自动刷新模式

      trp[21:20]位设置为0，设置预充电时间为2个时钟周期

      tsrc[19:18]位设置为默认值11

      refreshe counter[10:0]刷新周期，计算公式为：刷新时间=(2^11+1-refresh_count)/HCLK，从sdram的数据手册HY57V561620C(L)T(P)(Rev.0.5)可以查看到刷新周期64ms refresh period (8K Cycle) ，因此刷新周期为64ms/8192=7.8125us，此时我们还没有使用pll，sdram的时钟频率为12M，因此refresh_count=2^11+1-12*7.8125=1955，因此REFRESH设置为0x008c07a3。

　　

2.5 BANKSIZE寄存器

    BURST_EN[7]: 0=ARM核禁止突发传输，1=ARM核支持突发传输

    SCKE_EN[5]: 0=不使用SCKE信号令SDRAM进入省电模式，1=使用SCKE信号令SDRAM进入省电模式

    SCLK_EN[4]: 0=时刻发出SCLK信号，1=仅在方位SDRAM期间发出SCLK信号

    BK76MAP[2:0]: 设置BANK6/7的大小，0b010=128MB/128MB，0b001=64MB/64MB，0b000=32M/32M，0b111=16M/16M，0b110=8M/8M，0b101=4M/4M，0b100=2M/2M

    本开发板外接64MB的SDRAM

   则本开发板BANKSIZE设为0xB1

2.6 SDRAM模式设置寄存器MRSRBx(x为6-7)

CL[6:4]: 0b000=1clocks,0b010=2clocks,0b011=3clocks

本开发板取0b011，所以MRSRB6/7取值为0x30

3 实验代码：

head.S

 @*************************************************************************
 @ File：head.S
 @ 功能：设置SDRAM，将程序复制到SDRAM，然后跳到SDRAM继续执行
 @*************************************************************************       

 .equ        MEM_CTL_BASE,       0x48000000
 .equ        SDRAM_BASE,         0x30000000

 .text
 .global _start
 _start:
     bl  disable_watch_dog               @ 关闭WATCHDOG，否则CPU会不断重启
     bl  memsetup                        @ 设置存储控制器
     bl  copy_steppingstone_to_sdram     @ 复制代码到SDRAM中
     ldr pc, =on_sdram                   @ 跳到SDRAM中继续执行
 on_sdram:
     ldr sp, =0x34000000                 @ 设置堆栈
     bl  main
 halt_loop:
     b   halt_loop

 disable_watch_dog:
     @ 往WATCHDOG寄存器写0即可
     mov r1,     #0x53000000
     mov r2,     #0x0
     str r2,     [r1]
     mov pc,     lr      @ 返回

 copy_steppingstone_to_sdram:
     @ 将Steppingstone的4K数据全部复制到SDRAM中去
     @ Steppingstone起始地址为0x00000000，SDRAM中起始地址为0x30000000

     mov r1, #
     ldr r2, =SDRAM_BASE
     mov r3, #*
 :
     ldr r4, [r1],#     @ 从Steppingstone读取4字节的数据，并让源地址加4
     str r4, [r2],#     @ 将此4字节的数据复制到SDRAM中，并让目地地址加4
     cmp r1, r3          @ 判断是否完成：源地址等于Steppingstone的未地址？
     bne 1b              @ 若没有复制完，继续
     mov pc,     lr      @ 返回

 memsetup:
     @ 设置存储控制器以便使用SDRAM等外设

     mov r1,     #MEM_CTL_BASE       @ 存储控制器的13个寄存器的开始地址
     adrl    r2, mem_cfg_val         @ 这13个值的起始存储地址
     add r3,     r1, #             @ * =
 :
     ldr r4,     [r2], #            @ 读取设置值，并让r2加4
     str r4,     [r1], #            @ 将此值写入寄存器，并让r1加4
     cmp r1,     r3                  @ 判断是否设置完所有13个寄存器
     bne 1b                          @ 若没有写成，继续
     mov pc,     lr                  @ 返回

 .align
 mem_cfg_val:
     @ 存储控制器13个寄存器的设置值
     .long   0x22011110      @ BWSCON
     .long   0x00000700      @ BANKCON0
     .long   0x00000700      @ BANKCON1
     .long   0x00000700      @ BANKCON2
     .long   0x00000700      @ BANKCON3
     .long   0x00000700      @ BANKCON4
     .long   0x00000700      @ BANKCON5
     .long   0x00018005      @ BANKCON6
     .long   0x00018005      @ BANKCON7
     .long   0x008C07A3      @ REFRESH
     .long   0x000000B1      @ BANKSIZE
     .long   0x00000030      @ MRSRB6
     .long   0x00000030      @ MRSRB7

leds.c

 #define    GPFCON        (*(volatile unsigned long *)0x56000050)
 #define    GPFDAT        (*(volatile unsigned long *)0x56000054)

 #define    GPF4_out    (1<<(4*2))
 #define    GPF5_out    (1<<(5*2))
 #define    GPF6_out    (1<<(6*2))

 void  wait(volatile unsigned long dly)
 {
     for(; dly > ; dly--);
 }

 int main(void)
 {
     unsigned long i = ;

     GPFCON = GPF4_out|GPF5_out|GPF6_out;        // 将LED1,2,4对应的GPF4/5/6三个引脚设为输出

     while(){
         wait();
         GPFDAT = (~(i<<));         // 根据i的值，点亮LED1,2,4
         if(++i == )
             i = ;
     }

     return ;
 }

Makefile

 sdram.bin : head.S  leds.c
     arm-linux-gcc  -c -o head.o head.S
     arm-linux-gcc -c -o leds.o leds.c
     arm-linux-ld -Ttext 0x30000000 head.o leds.o -o sdram_elf
     arm-linux-objcopy -O binary -S sdram_elf sdram.bin
     arm-linux-objdump -D -m arm  sdram_elf > sdram.dis
 clean:
     rm -f   sdram.dis sdram.bin sdram_elf *.o

具体的代码就留给大家自己分析了，我大概说一下程序，先关闭看门狗，初始化sram控制器，将内容中4k拷贝到sdram当中，之后跳转到sdram中执行代码点亮LED。下面我们主要分析程序是怎么从内存跳转到sdram中执行代码的。

head.s中执行了 ldr pc, =on_sdram 语句就跳转到sdram中，为什么呢？

  查看head.s的反汇编文件，ldr pc, =on_sdram被反汇编成ldr pc, [pc, #144]  ; 300000a4 <mem_cfg_val+0x34>，那么PC会指向多少呢？

　pc的计算公式pc=pc+8 三级流水线存在的原因。

    pc = 12+8+144=164=0xa4,PC到a4的地址取数据为30000010，因此PC值为30000010，因此执行完之后就跳转到sdram中执行。