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  • 【转】STM32 FSMC总线深入研究

    由于CPU与FPGA通信的需要,以及对8080总线的熟悉,首选采用了STM32的FSMC总线,作为片间通信接口。FSMC能达到16MHz的写入速度,理论上能写20fps的1024*768的图片哈哈。(当然实际上是不可能的,就算是DMA传输,数据源也跟不上,实际上刷模拟的图片每秒10fps,刷的很high)当然这不是本篇的要点,这里主要研究STM32的FSMC接口,将速度提升到极限。

    1. FSMC协议分析

    如下为ILI9325的8080接口的协议

    wps_clip_image-31672

    CS(片选信号):低电平片选有效,高电平失能(默认为高:失能)

    RS(数据寄存器):低电平写寄存器,高电平写数据(默认为高:写数据)FSMC默认为低。。。。

    RD(读信号) :低电平有效,上升沿写入数据,高电平失能(默认为高,失能)

    WR(写信号) :低电平有效,上升沿写入数据,高电平失能(默认为高,失能)

    FSMC写SRAM模式如下:

    (1)读操作

    wps_clip_image-19780

    (2)写操作

    wps_clip_image-29686

    wps_clip_image-8205

    wps_clip_image-9397

    wps_clip_image-32678

    HCLK为系统时钟72MHz

    wps_clip_image-26889

    综上,分析出FSMC与8080接口协议异同点

    (1)同:CS,RS,RD有效电平都一样,单个字节的写入与读取时序完全一样

    (2)异:

    A:8080 默认RS为高,而FSMC默认RS为低

    B:8080接口协议能保持CS,RS等有效,连续写数据,而FSMC以此只能输出一个数据。

    C:8080协议没有地址线,而FSMC还有地址线,这使得数据输出不连续。

    2. FSMC时序研究

    下图为FSMC写命令与数据的时序图,从中根据上图可以分析出FSMC可以实现16M的数据写入。FSMC的信号线翻转非常快,这使得IC或者FPGA时序设计上得非常严谨。FSMC最大实现了72MHz(66.7到100MHz之间,实际为72MHz,HCLK)的翻转速度,这要求外部器件支持那么高的速率。

    wps_clip_image-24428

    wps_clip_image-16654

    寄存器配置(寄存器+数据)

    wps_clip_image-30839

    连续数据写入(0xBB:写数据开始),命令后,RS默认拉低(FSMC和标准不一样的地方)

    wps_clip_image-32061

    数据建立很快

    wps_clip_image-28180

    写数据,然后默认RS拉低

    wps_clip_image-23941

    wps_clip_image-19205

    整体的时序可模拟为:

    task task_writecmd;

    input [15:0] cmd;

    begin

    mcu_cs = 0;

    mcu_rs = 0;

    mcu_data = cmd;

    #20;

    mcu_we = 0;

    #20;

    mcu_we = 1;

    #15;

    mcu_rs = 1;

    mcu_cs = 1;

    #20;

    end

    endtask

    task task_writedata;

    input [15:0] data;

    begin

    mcu_cs = 0;

    mcu_rs = 1;

    mcu_data = data;

    #20;

    mcu_we = 0;

    #20;

    mcu_we = 1;

    #15;

    mcu_rs = 1;

    mcu_cs = 1;

    #20;

    end

    endtask

    3. FSMC接口初始化

    wps_clip_image-2557

    根据手册,相关参数如下表所示。这里我发现所谓最小值还能设置为最小,但实际速度差不多。FSMC协议时间参数如下所示:

    wps_clip_image-17879

    有人跟我说,手册是保守的;有人跟我说,在小就是默认值了。我不太理解。感觉速度每提升,应该在小就是默认了。不过,反正我追求速度的极限。

    以下是FSMC-SRAM模式下的初始化代码,分享的同时,希望对你有用。

     
    /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
    
    typedef struct
    
    {
    
        vu16 LCD_REG;
    
        vu16 LCD_RAM;
    
    } LCD_TypeDef;
    
    #define LCD_WriteCmd(cmd) LCD->LCD_REG = cmd
    
    #define LCD_WriteData(data) LCD->LCD_RAM = data
    
    /* LCD is connected to the FSMC_Bank1_NOR/SRAM4 and NE4 is used as ship select signal */
    #define LCD_BASE ((u32)(0x60000000 | 0x0C000000))
    #define LCD ((LCD_TypeDef *) LCD_BASE)
    void LCD_FSMCConfig(void)
    {
        FSMC_NORSRAMInitTypeDef FSMC_NORSRAMInitStructure;
        FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef p;
        /*-- FSMC Configuration ------------------------------------------------------*/
        /*----------------------- SRAM Bank 4 ----------------------------------------*/
        /* FSMC_Bank1_NORSRAM4 configuration */
        //标准
        // p.FSMC_AddressSetupTime = 1;
        // p.FSMC_AddressHoldTime = 2;
        // p.FSMC_DataSetupTime = 2;
        // p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 1;
        // p.FSMC_CLKDivision = 1;
        // p.FSMC_DataLatency = 2;
        //超快
        p.FSMC_AddressSetupTime = 0;
        p.FSMC_AddressHoldTime = 0;
        p.FSMC_DataSetupTime = 1;
        p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0;
        p.FSMC_CLKDivision = 0;
        p.FSMC_DataLatency = 0;
        p.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A;
        /* Color LCD configuration ------------------------------------
        LCD configured as follow:
        - Data/Address MUX = Disable
        - Memory Type = SRAM
        - Data Width = 16bit
        - Write Operation = Enable
        - Extended Mode = Enable
        - Asynchronous Wait = Disable */
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_SRAM;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_AsynchronousWait = FSMC_AsynchronousWait_Disable; //2.0
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &p;
        FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &p;
        FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);
        /* BANK 4 (of NOR/SRAM Bank 1~4) is enabled */
        FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4, ENABLE);
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/schips/p/10749301.html
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