嵌入式学习-uboot-lesson7-内存初始化
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了嵌入式学习-uboot-lesson7-内存初始化相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
6410所使用的内存为DDR 210使用的是DDR2 2440使用的是SDRAM,关于他们之间的区别，我在以前的文章中ok6410内存及启动流程简单介绍过，有兴趣的可以看看。
1. 地址空间
S3C6410处理器拥32位地址总线，其寻址空间为4GB。其中高2GB为保留区，低2GB区域又可划分为两部分：主存储区和外设区。
外设区主要是与6410寄存器相关，在核心初始化—外设基地址初始化中，有说明外设的寄存器的基地址为0x70000000
下面则是主存储区的地址分布，在以前的课程中有介绍，现在贴出来加强理解
主存储区可以分为
- Boot镜像区
- 内部存储区
- 静态存储区
- 保留区
- 动态存储区
启动镜像区
这个区域并没有固定的存储介质与之对应，也就是没有实际的映射内存。但是可以把不同的启动介质的地址映射到该区域。比如说选择了IROM 启动方式后，就把IROM映射到该区域。这在以前有介绍过。
内部存储区
这个区域对应着内部的内存地址，iROM和SRAM都是分布在这个区间。0x08000000~0x0bffffff对应着内部ROM，但是IROM实际只有32KB，选择从IROM启动的时候，首先运行就是这里面的程序BL0，这部分代码由三星固化。0x0c000000~0x0fffffff对应内部SRAM，实际就是8KB的Steppingstone。
静态存储区
这个区域用于访问挂在外部总线上的设备，比如说NOR flash、oneNand等。这个区
域被分割为6个bank，每个bank为128MB，数据宽度最大支持16bit，每个bank由片选Xm0CS[0]~Xm0CS[5] 选中。
动态存储区
该区域从0x50000000~0x6fffffff，又分为2个区间，分别占256MB，可以片选Xm1CS[0]~Xm1CS[1]来进行着2个区间的选择。我们6410开发板上256MB的DDR内存就安排在这个区域，这也就是为什么6410的内存地址是从0x50000000开始的原因。
2. 6410内存芯片连接
如上图可以看到，6410的内存是由两块128MB的内存芯片连接而成，除了每个芯片的16位数据位不同，其他均相同。
3.内存初始化编程
根据上面的DRAM控制器初始化流程，可以得到以下步骤：
- 1.配置memc_cmd 使DRAM控制器进入 config 状态
- 2.写 内存时序 芯片配置 id配置等寄存器
- 3.等待200微妙，使SDRAM电压和时钟进入稳定状态，但是当cpu工作的时候，已经进入稳定的状态，因此这一步可以不做
- 4.执行内存初始化
- 5.配置memc_cmd 使DRAM控制器进入 ready 状态
- 6.检查 memc_stat 是否为2b01
step1
根据上面的图，可知需要设置[2:0]位设置位0b100即可
ldr r0,=0x7e001004
mov r1,#0x4
str r1,[r0]step2
这一步骤的主要流程在6410的手册中并没有找到具体的过程，因此主要参考内存芯片手册和uboot相关步骤写的。
ldr r0, =0x7e001010 @刷新寄存器地址
ldr r1, =( ( 7800 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ) ) @设置刷新时间
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001014 @CAS latency寄存器
mov r1, #(3 << 1)
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001018 @t_DQSS寄存器
mov r1, #0x1
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00101c @T_MRD寄存器
mov r1, #0x2
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001020 @t_RAS寄存器
ldr r1, =( ( 45 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001024 @t_RC寄存器
ldr r1, =( ( 68 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001028 @t_RCD寄存器
ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00102c @t_RFC寄存器
ldr r1, =( ( 80 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001030 @t_RP寄存器
ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001034 @t_rrd寄存器
ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001038 @t_wr寄存器
ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
@ ldr r2, [r0]
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00103c @t_wtr寄存器
mov r1, #0x07
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001040 @t_xp寄存器
mov r1, #0x02
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001044 @t_xsr寄存器
ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001048 @t_esr寄存器
ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00100c @内存控制配置寄存器
ldr r1, =0x00010012 @配置控制器
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00104c @32位DRAM配置控制寄存器
ldr r1, =0x0b45
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001200 @片选寄存器
ldr r1, =0x150f8
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001304 @用户配置寄存器
mov r1, #0x0
str r1, [r0] step3
等待200μs 来使SDRAM 电源和时钟稳定。当 CPU 开始工作时，电源和时钟已经被稳定下来因此多余 不做。
step4
下面是step4 内存初始化中的各个步骤
step4.1
根据上图，使[19：18]位为0b011即可满足要求，因此转化为16进制为0xc0000
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0xc0000
str r1,[r0]step4.2
根据上图，使[19：18]位为0b000即可满足要求
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0x0
str r1,[r0]step4.3 step4.4
4.3 和 4.4 为相同的操作，执行两遍
根据上图，使[19：18]位为0b001即可满足要求，因此转化为16进制为0x40000
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0x40000
str r1,[r0]
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0x40000
str r1,[r0] step4.5
参考自uboot源码
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0xa0000
str r1,[r0] step4.6
参考自uboot源码
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0x80032
str r1,[r0] step5
如上图所示，需要设置[2:0]位0b000即可，
ldr r0,=0x7e001004
mov r1,#0x0
str r1,[r0]step6
根据上图，需要设置其为ready状态，即[1：0]为0b10
check_ready:
ldr r0,=0x7e001000
ldr r1,[r0]
mov r2,#0x3
and r1,r1,r2 @将r1与r2进行位与操作
cmp r1,#0x1 @与0x1进行比较
bne check_ready @不相等，跳转到check_readystep7
在代码设置之前，需要设置DDR的管脚为数据管脚，要设置第二块内存芯片的数据引脚，如下所示
ldr r0,=0x7e00f120 @设置为数据引脚
mov r1,#0x0
str r1,[r0] 以下是全部代码片段：
Makefile
all: start.o mem.o
arm-linux-ld -Tgboot.lds -o gboot.elf $^
arm-linux-objcopy -O binary gboot.elf gboot.bin
%.o : %.S
arm-linux-gcc -g -c $^
%.o : %.c
arm-linux-gcc -g -c $^
.PHONY: clean
clean:
rm *.o *.elf *.bin
start.S
@****************************
@name: start.S
@by : stone
@time: 2016.6.26
@function:
@ 异常向量表
@ 设置SVC模式
@ 关闭看门狗
@ 关闭中断
@ 关闭MMU
@ 外设基地址初始化
@ 点亮LED
@ 时钟初始化
@ 内存初始化
@****************************
.text
.global _start @将_start声明为全局变量
_start:
b reset
ldr pc, _undefined_instruction
ldr pc, _software_interrupt
ldr pc, _prefetch_abort
ldr pc, _data_abort
ldr pc, _not_used
ldr pc, _irq
ldr pc, _fiq
_undefined_instruction: .word undefined_instruction
_software_interrupt: .word software_interrupt
_prefetch_abort: .word prefetch_abort
_data_abort: .word data_abort
_not_used: .word not_used
_irq: .word irq
_fiq: .word fiq
undefined_instruction: @处理未定义指令异常
nop
software_interrupt: @软中断
nop
prefetch_abort: @预取指令异常
nop
data_abort: @数据访问异常
nop
not_used: @空位
nop
irq: @中断
nop
fiq: @快速中断
nop
reset: @reset
bl set_svc @设置为SVC模式
bl set_peri_port @外设基地址初始化
bl disable_watchdog @关闭看门狗
bl disable_interrupt @关闭中断
bl disable_mmu @关闭mmu
bl init_clock @时钟初始化
bl mem_init @内存初始化
bl light_led @点亮LED
set_svc:
mrs r0, cpsr @将值取出cpsr寄存器
bic r0, r0, #0x1f @将后5位 即M[4:0]清零
orr r0, r0, #0xd3 @0b10011 转化为16进制为0x13 同时为了屏蔽irq和fiq，可以将其设置为0b11010011即0xd3
msr cpsr, r0 @将值送回cpsr寄存器
mov pc, lr @返回
set_peri_port:
ldr r0, =0x70000000 @基地址
orr r0, r0, #0x13 @256MB
mcr p15,0,r0,c15,c2,4 @写入cp15
mov pc, lr
#define pwTCON 0x7E004000 @WTCON寄存器
disable_watchdog:
ldr r0, =pwTCON @把地址装载到R0
mov r1, #0x0 @置0,关闭看门狗
str r1,[r0]
mov pc,lr
disable_interrupt:
mvn r1,#0x0 @0x0 取反，给r1
ldr r0,=0x71200014 @VIC0
str r1,[r0]
ldr r0,=0x71300014 @VIC1
str r1,[r0]
mov pc,lr
disable_mmu:
mcr p15,0,r0,c7,c7,0 @使ICACHE 和DCACHE 无效
mrc p15,0,r0,c1,c0,0 @read control register
bic r0,r0,#0x00000007 @mmu 和 dcache置零
mcr p15,0,r0,c1,c0,0 @write control register
mov pc,lr
#define CLK_DIV0 0x7e00f020
#define CLK_SRC 0x7e00f01c
#define OTHERS 0x7e00f900
#define MPLL_CON 0X7E00F010
#define APLL_CON 0X7E00F00c
#define PLL_VAL ((1<<31)|(266<<16)|(3<<8)|(1<<0))
#define DIV_VAL ((0X0<<0)|(0X1<<9)|(0X1<<8)|(0X3<<12))
init_clock:
ldr r0,=CLK_DIV0 @设置分频系数
ldr r1,=DIV_VAL
str r1,[r0]
ldr r0,=OTHERS @设置异步工作模式 第7位为0 第6位为0(时钟选择器)
ldr r1,[r0]
bic r1,r1,#0xc0
str r1,[r0]
ldr r0,=APLL_CON @APLL设置为533Mhz
ldr r1,=PLL_VAL
str r1,[r0]
ldr r0,=MPLL_CON @MPLL设置为533Mhz
ldr r1,=PLL_VAL
str r1,[r0]
ldr r0, =CLK_SRC @选择时钟源为APLL MPLL还是外部
mov r1, #0x3 @APLL MPLL
str r1, [r0]
mov pc,lr
#define GPMCON 0x7F008820 @控制寄存器
#define GPMDAT 0x7F008824 @数据寄存器
light_led:
ldr r0,=GPMCON
ldr r1,=0x1111 @输出模式
str r1,[r0]
ldr r0,=GPMDAT
ldr r1,=0x00 @低电平点亮
str r1,[r0]
mov pc,lrmem.S
@*************************************
@name : mem.S
@time : 2016/06/26
@function : 内存初始化相关代码
@************************************
.text @代码段
.global mem_init
mem_init:
ldr r0,=0x7e00f120 @设置为数据引脚
mov r1,#0x0
str r1,[r0]
ldr r0,=0x7e001004 @配置寄存器 使DRAM控制器进入 config 状态
mov r1,#0x4
str r1,[r0]
ldr r0, =0x7e001010 @刷新寄存器地址
ldr r1, =( ( 7800 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ) ) @设置刷新时间
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001014 @CAS latency寄存器
mov r1, #(3 << 1)
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001018 @t_DQSS寄存器
mov r1, #0x1
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00101c @T_MRD寄存器
mov r1, #0x2
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001020 @t_RAS寄存器
ldr r1, =( ( 45 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001024 @t_RC寄存器
ldr r1, =( ( 68 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001028 @t_RCD寄存器
ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00102c @t_RFC寄存器
ldr r1, =( ( 80 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001030 @t_RP寄存器
ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001034 @t_rrd寄存器
ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001038 @t_wr寄存器
ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
@ ldr r2, [r0]
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00103c @t_wtr寄存器
mov r1, #0x07
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001040 @t_xp寄存器
mov r1, #0x02
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001044 @t_xsr寄存器
ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001048 @t_esr寄存器
ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00100c @内存控制配置寄存器
ldr r1, =0x00010012 @配置控制器
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e00104c @32位DRAM配置控制寄存器
ldr r1, =0x0b45
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001200 @片选寄存器
ldr r1, =0x150f8
str r1, [r0]
ldr r0, =0x7e001304 @用户配置寄存器
mov r1, #0x0
str r1, [r0]
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0xc0000
str r1,[r0]
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0x0
str r1,[r0]
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0x40000
str r1,[r0]
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0x40000
str r1,[r0]
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0xa0000
str r1,[r0]
ldr r0,=0x7e001008
ldr r1,=0x80032
str r1,[r0]
ldr r0,=0x7e001004
mov r1,#0x0
str r1,[r0]
check_ready:
ldr r0,=0x7e001000
ldr r1,[r0]
mov r2,#0x3
and r1,r1,r2 @将r1与r2进行位与操作
cmp r1,#0x1 @与0x1进行比较
bne check_ready @不相等，跳转到check_ready
mov pc,lr菜鸟一枚，如有错误，多多指教。。。
以上是关于嵌入式学习-uboot-lesson7-内存初始化的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
嵌入式Linux驱动学习之路(二十六)DM9000C网卡驱动程序
嵌入式开发裸机引导操作系统和ARM 内存操作 ( DRAM SRAM 类型 简介 | Logical Bank | 内存地址空间介绍 | 内存芯片连接方式 | 内存初始化 | 汇编代码示例 )(代码片