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ARM--存储管理器

初入领悟:

1、 bank、L-bank的概念

2、 s3c2440内部管理SDRAM寄存器配置

 

Frist part:原理分析

S3c2440为32位微处理器,其可访问空间为4G;但其中提供1G外设访问空间,这1G空间有8个bank组成;及平均每个bank有128M的访问空间;其中8bank的特性为:

1、 bank0~bank5支持外接SRAM、ROM等,bank6、bank7支持外接SRAM、ROM与SDRAM等;

2、 bank0~bank6的起始地址是固定

3、 bank7的起始地址可编程设定

4、 bank6、bank7大小可编程确定

5、 每个bank访问周期均可编程设定

6、 外接SDRAM是支持自刷新与省电模式

 

S3c2440向外引出27根地址线,可实现128M的寻找空间;那他怎么实现1G的空间范围访问呢?这就涉及到了nGCSx片选信号,由控制这几根信号线实现bank的切换,如下图所示:

左边为nor flash下;右边为nand flash;

说到此又想起一概念,就是有关于nor flash与nand flash启动方式;

一、norflash启动

简而言之,既是nor flash启动模式下cpu启动会执行地址0x00000000的指令此指令在使能了nor flash下是就是nor flash的首地址;其中原因为nor flash支持一种名为XIP的执行机制;

二、nandflash启动

nand flash下不支持XIP因此在执行nandflash的程序是,系统将会把nandflash的头4K(最大)启动代码拷贝至系统SRAM中既s3c2440中的steppingstone;

 

我使用的是GT2440开发板从原理图中可知:

Bank6外接2片H57V2562GTR芯片;

在使用SDRAM时要设置到如下13个寄存器的操作:

各个寄存器值的设置参考开发板每一个bank所接的外设进行设置;

此设置参考示例程序:

    .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

(.long 汇编中词法,既long数据型)

 

Second part:程序编写

现在开始编写代码,如我上诉一样启动时CPU将会报前4K程序拷贝至steppingstone中运行;现在编写的代码任务为将steppingstone中的代码拷贝回SDRAM中,并程序从SDRAM中开始执行;

汇编部分:

.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

    movr1,     #0x53000000

    movr2,     #0x0

    strr2,     [r1]

    movpc,     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, #0

    ldr r2,=SDRAM_BASE

    mov r3,#4*1024

1: 

    ldr r4,[r1],#4     @ 从Steppingstone读取4字节的数据,并让源地址加4

    str r4,[r2],#4     @ 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?

    bne1b              @ 若没有复制完,继续

    movpc,     lr      @ 返回

 

memsetup:

    @ 设置存储控制器以便使用SDRAM等外设

 

    movr1,     #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

    addr3,     r1, #52             @ 13*4 = 54

1: 

    ldrr4,     [r2], #4            @ 读取设置值,并让r2加4

    strr4,     [r1], #4            @ 将此值写入寄存器,并让r1加4

    cmpr1,     r3                  @ 判断是否设置完所有13个寄存器

    bne1b                          @ 若没有写成,继续

    movpc,     lr                  @ 返回

 

 

.align 4                            @ARM地址指针对齐伪指令

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

 

C函数部分:

 

[cpp] view plaincopyprint?
  1. #define GPFCON      (*(volatile unsigned long *)0x56000050)  
  2. #define GPFDAT      (*(volatile unsigned long *)0x56000054)  
  3.   
  4. #define GPF4_out    (1<<(4*2))  
  5. #define GPF5_out    (1<<(5*2))  
  6. #define GPF6_out    (1<<(6*2))  
  7.   
  8. void  wait(volatile unsigned long dly)  
  9. {  
  10.     for(; dly > 0; dly--);  
  11. }  
  12.   
  13. int main(void)  
  14. {  
  15.     unsigned long i = 0;  
  16.       
  17.     GPFCON = GPF4_out|GPF5_out|GPF6_out;    // 将LED1,2,4对应的GPF4/5/  
  18. //6三个引脚设为输出  
  19.     while(1) {  
  20.         wait(30000);  
  21.         GPFDAT = (~(i<<4));       // 根据i的值,点亮LED1,2,4  
  22.         if(++i == 8)  
  23.             i = 0;  
  24.     }  
  25.     return 0;  
  26. }  
#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 > 0; dly--);}int main(void){	unsigned long i = 0;		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(1) {		wait(30000);		GPFDAT = (~(i<<4));	 	// 根据i的值,点亮LED1,2,4		if(++i == 8)			i = 0;	}	return 0;}

 

最后一步:Makefile

sdram.bin : head.S leds.c

    arm-linux-gcc  -c -o head.o head.S

    arm-linux-gcc -c -oleds.o leds.c

    arm-linux-ld -Ttext0x30000000 head.o leds.o -o sdram_elf

    arm-linux-objcopy -Obinary -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

原理概念纯属个人见解,可能存在一定的不严谨性。