SDRAM

Posted 2021-12-02 st-home

环境：STM32F769discovery板

 SDRAM芯片：用的MT48LC4M32B2B5-6A 16Mbyte （sdram和flash一般标的容量都是bit）

硬件图：

 

 

 

 

 

 

 

第一步 配置FMC控制器：

 

 

 

由硬件图可以看出 时钟芯片使能SDRAM BANK0 且MT48LC4M32B2B5-6A有4块BANK（一般的SDRAM都有4块），地址线和数据线可由硬件图确定。

 

sdram有两种刷新操作：自动刷新（ Auto Refresh）和自我刷新（ Self Refresh），在发送 Refresh命令时，如果 CKE 有效（高电平），则使用自动刷新模式，否则使用自我刷新模式。

 

第二步 配置FMC参数

 

 

 

@Param1： FMC可以同时控制两个SDRAM ，如下图所示，本次实验用的SDRAM 1，地址为0xc0000000

@Param2：列地址线  column   2⁸ = 256   此处为8

@Param3：行地址线  row  可由datasheet中的参数确认：2¹² = 4k  此处为12

 

 

@Param4：column address select latency 列地址选择延时 即在发送激活命令后，会将行地址一起发送过去，当发送read命令后，会将列地址一起发送过去，CL就是发送过列地址后，QD数据线上的数据在延时多少周期后有效：SDRAM时钟可由SDRAM common clock二分频或者三分频，为保证速度，我们HCLK/2 = 108MHZ 即一个时钟周期9.26ns 

 

由上图可知：CL为18ns等于2个时钟周期，但是考虑冗余设计，此处选择3个时钟周期

@Param5：默认关闭写保护

@Param6：对HCLK分频，支持2分频或者三分频

@Param7：突发读使能：如果要连续读/写就还要对当前存储单元的下一个单元进行寻址，也就是要不断的发送列地址与读/写命令（行地址不变，所以不用再对行寻址）只要指定起始列地址与突发长度，内存就会依次地自动对后面相应数量的存储单元进行读/写操作而不再需要控制器连续地提供列地址。 这样，除了第一个数据的传输需要若干个周期外，其后每个数据只需一个周期的即可获得。在SDRAM的初始化队列函数中设置

@Param8：这两个位可定义在 CAS 延迟后延后多少个 HCLK 时钟周期读取数据（ 00~10，表示 0~2 ）。 这里，我们设置为 00 即可。

 

 

第三步 SDRAM时序参数

以下所有时序参数均可在datasheet中计算可得

@Param1：加载模式寄存器到激活状态延时

@Param2：退出自我刷新模式延时：

由第二步可知，一个时钟周期为9.26ns，此处为70ns一共7个时钟周期

@Param3：自我刷新周期

第一个为商业工业级64ms(6个时钟周期)刷新一次 第二个为汽车级16ms；我们使用64ms

@Param4：行循环延时

注意，发送行地址的时候为激活命令，此处的名称为激活命令到激活命令7个时钟周期

@Param5：写恢复时间

如图为两个时钟周期

 

@Param6：SDRAM行预充电延时

如图为两个时钟周期

@Param7：行到列延时

 

第四步 SDRAM初始化序列

 

 

 

 1 第一步：上电并且时钟使能
 2   /* Step 1: Configure a clock configuration enable command */
 3   Command.CommandMode            = FMC_SDRAM_CMD_CLK_ENABLE;
 4   Command.CommandTarget            = FMC_SDRAM_CMD_TARGET_BANK1;
 5   Command.AutoRefreshNumber         = 1;      //发送一次
 6   Command.ModeRegisterDefinition       = 0;
 7   /* Send the command */
 8   HAL_SDRAM_SendCommand(&hsdram1, &Command, SDRAM_TIMEOUT);
 9 第二步：上电后至少等待200us才能发送其他命令，Hal库提供的最小延时为1ms所以
10   /* Step 2: Insert 100 us minimum delay */ 
11   /* Inserted delay is equal to 1 ms due to systick time base unit (ms) */
12   HAL_Delay(1);
13 第三步：发送预充电命令
14 /* Step 3: Configure a PALL (precharge all) command */ 
15   Command.CommandMode            = FMC_SDRAM_CMD_PALL;
16   Command.CommandTarget            = FMC_SDRAM_CMD_TARGET_BANK1;
17   Command.AutoRefreshNumber         = 1;      //发送一次
18   Command.ModeRegisterDefinition      = 0;
19 
20   /* Send the command */
21   HAL_SDRAM_SendCommand(&hsdram1, &Command, SDRAM_TIMEOUT);
22 第四步：发送自动刷新命令
23 
24   /* Step 4: Configure an Auto Refresh command */ 
25   Command.CommandMode             = FMC_SDRAM_CMD_AUTOREFRESH_MODE;
26   Command.CommandTarget             = FMC_SDRAM_CMD_TARGET_BANK1;
27   Command.AutoRefreshNumber          = 8;       //至少发送8次自刷新命令
28   Command.ModeRegisterDefinition       = 0;
29 
30   /* Send the command */
31   HAL_SDRAM_SendCommand(&hsdram1, &Command, SDRAM_TIMEOUT);
32 
33 第五步：发送SDRAM模式寄存器参数
34 /* Step 5: Program the external memory mode register */
35   tmpmrd = (uint32_t)SDRAM_MODEREG_BURST_LENGTH_1          |36                      SDRAM_MODEREG_BURST_TYPE_SEQUENTIAL   |37                      SDRAM_MODEREG_CAS_LATENCY_3           |38                      SDRAM_MODEREG_OPERATING_MODE_STANDARD |39                      SDRAM_MODEREG_WRITEBURST_MODE_SINGLE;
40   
41   Command.CommandMode            = FMC_SDRAM_CMD_LOAD_MODE;
42   Command.CommandTarget            = FMC_SDRAM_CMD_TARGET_BANK1;
43   Command.AutoRefreshNumber         =1；        
44   Command.ModeRegisterDefinition = tmpmrd;      //SDRAM寄存器内容
45 
46   /* Send the command */
47   HAL_SDRAM_SendCommand(&hsdram1, &Command, SDRAM_TIMEOUT);
48 第六步：设置自刷新率值
49   /* Step 6: Set the refresh rate counter */
50   /* Set the device refresh rate */
51   HAL_SDRAM_ProgramRefreshRate(&hsdram1, RefreshCount);
52 RefreshCount计算：
53 COUNT = (SDRAM刷新周期/行数)/SDRAM时钟周期
54 64ms / 4096 / 9.26ns  +20(考虑冗余)               9.26ns为(HCLK/2)