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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:

    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。

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