SDRAM调试总结

Posted 2021-11-26 lilto

SDRAM的调试总结

1 概述

实验平台： JZ2440

CPU： S3C2440

SDRAM型号： EM63A165TS-6G

2 SDRAM的一些基本概念

2.1 引脚分配

2.2 引脚描述

A0-A12 ：地址线

DQ0-DQ15 ：数据线

LDQM、UDQM ：数据屏蔽控制

BA0-BA1 ：L-BANK地址线

CLK ：时钟

CKE ：时钟使能

CS# ：片选

WE# ：写使能

CAS# ：列地址选通脉冲

RAS# ：行地址选通脉冲

VSS、VSSQ ：地

VDD、VDDQ ：电源

2.3 内部框图

2.4 基本概念

初始化完成之后，想要对一个L-BANK的阵列进行寻址，需要经过片选、选择L-BANK、激活对应的行，选择对应的列并发送读写命令，完成对应操作。

2.4.1 行(Row)有效

确定要操作的行，使之处于激活(Active)状态；行有效操作与片选、L-BANK地址同时进行。

2.4.2 列(Column)寻址

行有效后，经过一定的时间间隔后[Trcd(RAS to CAS Delay)]，进行列寻址操作，确定要操作的存储单元；列寻址与读写命令同时进行。

2.4.3 数据输出（读）

从CAS与读取命令发出，到第一笔数据输出到数据总线上，有一段时间间隔，这个时间间隔成为[Tcl(CAS Latency，CAS潜伏期)]；从数据总线上有数据输出之前的一个上升沿开始，数据已被触发，经过一定的驱动时间，最终被传向数据总线上，这段驱动时间，被称为[Tac(Access Time from CLK，时钟出发后的访问时间)]，每个数据读取时，都有Tac，包括连续读取，只是在第一个数据传输的同时，就开始了第二个数据的Tac。

2.4.4 数据输入（写）

数据写入也是在Trcd之后进行，数据与CAS同时发送，即写入延时为0，但是为了保证数据的写入可靠，都会留出足够的写入、校正时间[Twr(Write Recovery Time)]，这个操作也被称作写回(Write Back)；注意，预充电与写操作不能同时进行，并且在写操作完成后，等待Twr的时间间隔，才能执行预充电操作。

2.4.5 突发（Burst）

突发是指同一行中，相邻的存储单元连续进行数据传输的技术，连续传输所涉及的存储单元（列）的量，就是突发长度(Burst Length, BL)；只要起始列地址和突发长度，内存就会依次地自动对后面相应数量的存储单元进行读写操作，而不需要控制器连续地提供列地址。

Full Page突发传输：L-BANK里，对某一行中所有存储单元按顺序连续传输。

顺序传输：从指定起始单元开始，按顺序传输。

交错传输：按照指定规则，进行数据传输。

2.4.6 预充电（Precharge）

L-BANK关闭现有工作行，准备打开新行的操作，就是预充电操作。实际上，预充电就是对工作行中所有存储单元进行数据重写，并对行地址进行复位，以准备新行的工作。地址线A10控制着读写之后，是否进行自动预充电操作。

在发出预充电命令之后，要经过一定时间才能发送行有效命令打开新的工作行，这段时间为[Trp(Precharge command period)，预充电有效周期]。

2.4.7 刷新（Refresh）

刷新的意义在于保存数据。在刷新过程中，所有L-BANK都停止工作，所有的工作命令只能等待而无法执行，刷新完成后，才会重新进入工作状态。

刷新分为两种：自动刷新（Auto Refresh, AR）和自刷新（Self Refresh, SR）。

自动刷新：在正常工作状态下，芯片周而复始地自动刷新，以保存临时存储地数据。

自刷新：在休眠状态下（在发出AR命令后，使CKE置于无效状态，重新使能CKE可退出），芯片内部自动刷新，以保证数据不丢失。

2.4.8 刷新与预充电地区别

预充电是对一个或所有L-BANK中的一个工作行进行重写操作，是不定期的；刷新是对所有行进行重写操作，以保留那些久久未被重写的存储单元的数据。

2.4.9 数据掩码

屏蔽不需要的数据。在读取数据时，DQM发出，两个时钟周期后生效；在数据写入时，DQM立即生效。

2.4.10 几种读取时可能出现的情形

a、页命中（PH, Page Hit）

要寻址的行与L-BANK是空闲的，直接发送行有效，再发送列寻址，即可完成读写操作。

b、页快速命中（PFH, Page Fast Hit）

要寻址的行正好是前一个操作的工作行，即寻址的行已处于选通有效状态，可以直接发送列寻址，即可完成读写操作。

c、页错失（PM, Page Miss）

要寻址的行所在的L-BANK中已经有一个激活的工作行（寻址冲突），这时必须先对激活的工作行进行预充电操作，关闭激活的行，再对新行发送行有效，页寻址，才能完成读写操作。

交错式内存控制：一个L-BANK进行工作时，对下一个要工作的L-BANK进行预充电操作。

3 EM63A165TS

3.1 时序

模式寄存器位映射关系

3.3 突发访问规则

3.4 AC特性

4 S3C2440内存控制器配置说明

4.1 原理图说明

这是一种两个16位位宽的SDRAM芯片拼接成一个32位位宽的模组接法。

a、A0连接CPU的哪根地址线，是由模组的数据位宽决定的。由于CPU是按字节寻址的，而SDRAM模组是按字寻址的，所以应该进行地址转换。

b、A0、BA0、BA1连接的地址线可以参考用户手册。

4.2 工作原理简述

S3C2440的内存空间划分为不同的块，当CPU向内存控制器发出地址，内存控制器根据地址范围，发出对应片选信号到片选引脚，实现对不同设备的控制。

4.3 寄存器设置（clocks = 10ns）

4.3.1 BWSCON

说明

[27]

0：把对应的引脚映射为写字节使能，该位的作用是，对写入数据，屏蔽不需要写入的字节，实现单个字节写操作。

1：把对应的引脚映射为字节使能，该位的作用是，对读入数据，屏蔽不需要读取的字节，实现单个字节读操作。

[26]

如果CPU速度远远大于SDRAM速度，当CPU向SDRAM发送读取命令时，SDRAM未能及时准备好数据，可以使能该位，设置等待，保证能读到数据。

4.3.2 BANKCON6

4.3.3 REFRESH

4.3.4 BANKSIZE

4.3.5 MRSRB6

5 参考文档

《S3C2440用户手册》

《EM63A165TS Datasheet》

《高手进阶——高级内存技术指南》

《嵌入式Linux开发完全手册》