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开发 LPC1788 SDRAM H57V2562

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阿哲

发表于: 2016-1-8 10:20:01 | 显示全部楼层

楼主

测试平台：SK-1788开发板

CPU：Cortex-M3 LPC1788FBD208

SDRAM：H57V2562GTR-75C （两片）

H57V2562GTR-75C简介：

16位数据总线（D0-D15），13位地址总线（A0-A12），两片，构成32位数据总线，26位地址总线，每片4个bank，由BA0，BA1两个管脚选择寻址，CS为片选管脚。

存储器类型：动态

HY57V2562GTR大小：

2片32M组成的64MB的内存, 32*2=64MB

每一块SDRAM：8192行(2^13)*512列(2^9)*4个bank = 16M * 16位宽 = 256Mb = 32MB

连接方式

lpc1788 的封装是208PIN（所以ECC配置应该使用208的配置）

HY57V2562GTR挂到LPC1788的EMC_DYCS0，起始地址为0xA0000000，片选管脚EMC_CS0 地址范围：0xA0000000-0xA3FFFFFF

连接图如下：

实现原理：

研究过SDRAM的人都知道，我们的sdram是动态的，它要保存数据，依靠的是里面一个一个的微小电容排成的电容阵列（姑且这么认为），数据在每次的读写都会让电容的电荷流失，即使不对数据操作，间隔一定的时间，电容上的电荷也会流失。因此，sdram需要不断的刷新数据，为电容充电，以保证上面的数据不丢失。

不少sdram芯片datasheet上都会标出等字样，（有的是4096）这就是说：每隔64ms刷新8192行。Sdram刷新是以“行”进行的，我们的sdram是8192行，因此刷新一次需要64ms。如果刷新的这个值比64ms大，那么我们的数据将得不到保存。64ms也是晶体存储容量的极限。因此在配置寄存器的时候，需要注意。

时钟配置：

为了使整个系统运行流畅，有必要说一下该开发板对于时钟的配置。

■ CPU上电复位，晶振稳定工作之后，通过配置CLKSRCSEL[0]=1，选择芯片的震荡源为外部12MHz晶振。

■ 通过配置PLL0寄存器，将时钟倍频到108MHz输出，此时pll_clk为108MHz，sysclk为12MHz。（PLL1模块是单独一个给USB提供时钟的模块，占时不用管。）

■ 通过配置CCLKSEL[8]=1，选择输入为108MHz，将108MHz送到CPU模块，EMC(SDRAM)模块和外设模块。

■ 通过配置CPU Clock Divider 来选择时钟分频（不分频，108MHz）,即cclk=108MHz,

■ 通过配置EMC Clock Divider 来选择时钟（和CPU一致，108MHz）,即emc_clk=108MHz,

■ 通过配置Peripheral Clock Divider 来配置外设时钟分频，暂时不涉及到。

该系统的时钟部分工作原理如下图

下图是sdram模块的原理框图。

这里有两个比较重要的地方：

CMDDLY(EMCDLYCTL[4：0])，命令延迟模式下EMC 输出的可编程延迟值

FBCLKDLY(EMCDLYCTL[12：8])，控制输入数据采样的反馈时钟的可编程延迟值

这两个延时是非常重要的，1788芯片的SDRAM有一个很重要的寄存器， EMCDLYCTL 寄存器延时的设置，就算你和官方所使用芯片一样，只要电路板有差异，这个寄存器的设置将有可能导致SDRAM在使用过程中出现错误。

我在配置这两个寄存器的时候，花费了很长的时间才把延时配好。具体怎么配，下面再说。

初始化EMC模块和sdram

初始化SDRAM之后，就需要我们编写测试程序对sdram进行测试，具体实现为：按照8位，16位，32位数据写入，然后延时一段时间（也可以不作延时），将数据读出，看看与写入的值是否一致，如果一致，则sdram的驱动没有问题，可以使用。

下面是测试程序（返回值：0 测试通过；返回值1：测试失败）

#define SDRAM_BASE 0xA0000000
#define EMC_BASE_ADDR 0x2009C000
#define EMC_RS_BASE_ADDR 0x400FC1DC
#define SDRAM_SIZE 0x4000000 // 512Mbit=64MB
#define EMCControl_ENABLE (1<<0)
#define EMCConfig_SMALL (0<<0)
#define EMCConfig_PERC_OF_CCLK (0<<8)
#define EMCDLYCTL_CMDDLY (0x0D<<0)
#define EMCDLYCTL_FBCLKDLY (0x10<<8)
#define EMCDLYCTL_CLKOUT0DLY (0<<16)
#define EMCDLYCTL_CLKOUT1DLY (0<<24)
#define EMC_DRC_CLKDELAY (1<<0)
#define EMC_Ras_late_3 (3<<0)
#define EMC_Cas_late_3 (3<<8)
#define EMCDCF0_BUF_EN (1<<19)
#define EMCDCF0_AM (1<<7)|(3<<9)|(1<<14)
#define EMCDC_DIS_CE (0<<0)
#define EMCDC_CE (1<<0)
#define EMCDC_DIS_CS (0<<1)
#define EMCDC_CS (1<<1)
#define EMCDC_SDRAM_INIT_NOP (3<<7)
#define EMCDC_SDRAM_INIT_PALL (2<<7)
#define EMCDC_SDRAM_INIT_MODE (1<<7)
#define EMCDC_SDRAM_INIT_NORMAL (0<<7)
void EMC_Init(void)
{
// float SDRAM_PERIOD;
int i;
// volatile unsigned long Dummy;
volatile unsigned int mhz = 0;
volatile unsigned int nsPerClk = 0;
unsigned int wtemp = wtemp;
unsigned int dwtemp = dwtemp;
// unsigned int j = 0;
lpc178x_emc_typedef *emc = get_emc_addr(EMC_BASE_ADDR);
lpc178x_emc_rs_typedef *emc_rs = get_emc_rs_addr(EMC_RS_BASE_ADDR);
/*PCONP 开启EMC*/
lpc178x_periph_enable(LPC178X_SCC_PCONP_PCEMC_MSK,ENABLE);
/*配置延时寄存器，这个延时寄存器配置比较麻烦，后面还要讲到，先设置一个例程里面的初始值,CMD-DELAY:4.25ns,FBCLK-DELAY:4.25ns*/
emc_rs->EMCDLYCTL = EMCDLYCTL_CMDDLY | EMCDLYCTL_FBCLKDLY | EMCDLYCTL_CLKOUT0DLY | EMCDLYCTL_CLKOUT1DLY;
emc->EMCControl = EMCControl_ENABLE; /*ECC 使能*/
/*配置sdram为小端模式，时钟和CPU一致,CCLK:CLKOUT = 1:1*/
emc->EMCConfig = EMCConfig_SMALL | EMCConfig_PERC_OF_CCLK;

复制代码

后记：在调试sdram的过程中，遇到了很多问题，有些问题是网上出现的，但是没有具体的答案，自己摸索出来的，有些问题是网上没有遇到过的。

问题1：

开始调试1788，芯片硬件仿真时，调试SDRAM寄存器配置错误，导致1788芯片无法进入仿真状态，只能用Flash Magic才能擦除。

问题2：

设定sdram参数的时候，由于没有深入的研究datasheet，导致后来测试的时候，跑一万年，调死了也不正确，后来才发现原来芯片datasheet上的参数跟例程上面的不一样，改了之后，就可以了。(果然datasheet是王道啊，信datasheet，得永生)

#define EMC_NS2CLK(ns, nsPerClk) ((ns +nsPerClk - 1) / nsPerClk)
#define SDRAM_REFRESH 7513
#define SDRAM_TRP 20
#define SDRAM_TRAS 42
#define SDRAM_TRRD 15
#define SDRAM_TMRD 2
#define SDRAM_TDAL 22
#define SDRAM_TRC 63
#define SDRAM_SREX 1
#define SDRAM_TAPR 1
#define SDRAM_TXSR 0xF
#define SDRAM_TWR 1
#define SDRAM_TRFC 70

复制代码

问题3：

配置芯片的管脚出错：

sdram用到的芯片管脚为：

P2_16:列地址选通
P2_17:行地址选通
P2_18 :EMC_CLK0,sdram的时钟管脚0
P2_20：EMC_DYCS0选通线(片选)
P2_24: EMC_CKE0—SDRAM时钟使能0
P2_28 - P2_31:数据屏蔽线0,1,2,3
P3_0 - P3_31: 数据线D0-D31
P4_0 - P4_12: 地址线A0-A12
P4_13 – P4_14:BA0,BA1,bank选择管脚
P4_25: EMC_WE,写使能，低电平有效写入使能信号

复制代码

管脚配置值为0x21

问题4：

sdram的延时设置错误（即EMCDLYCTL）,具体表现为：写入的数据和读出的数据有一位乃至更多位的数据出错，我的方法是通过官方的测试程序，将EMCDLYCTL的值调试到最优情况，可以使数据不出错。

下图是EMC的延时模块，从图中我们可以看出，EMC的延时可以以一个很小的尺度（0.25ns）增大和减小，范围在0.25-8ns之间变化，通过配置EMCDLYCTL的值可以配置延时。

下表有关延时详细的配置信息：

例如：如果我需要配置CMDDLY为5ns,根据下面的公式

Delay_time = (CMDDLY+1) * 250ps

即：5ns=(CMDDLY+1)*250ps => CMDDLY = 19=0x13

根据上面的原理，我们可以设计程序，来找到最佳的延时时间。不过网上有官方的调试的程序，我们可以参照着来调试。

具体做法是：

设置一个延时最小值，看看测试的时候是否出错；

逐渐增大延时，当测试成功时，记录这个值，然后继续增大，

当再次增大，测试数据出现错误的时候，记下最大值，然后通过最大值和最小值计算平均，得出比较稳定的延时。

static void FindDelay(int DelayType) {
uint32_t Delay;
uint32_t Min;
uint32_t Max;
uint32_t v;
Delay = 0x00;
Min = 0xFF;
Max = 0xFF;
// Test for DLY min./max. values
while (Delay < 32) {
// Setup new DLY value to test
if (DelayType == 0) {
v = LPC_SC->EMCDLYCTL & ~0x001Ful;
LPC_SC->EMCDLYCTL = v | Delay;
} else {
v = LPC_SC->EMCDLYCTL & ~0x1F00ul;
LPC_SC->EMCDLYCTL = v | (Delay << 8);
}
//
// Test configured DLY value and find out min./max. values that will work
//
if (sdram_test() == 0) {
//
// Test passed, remember min. DLY value if not done yet
//
if (Min == 0xFF) {
Min = Delay;
}
} else {
//
// Test failed, if a min. value has been found before, remember the current value for max.
//
if (Min != 0xFF) {
Max = Delay;
}
}
Delay++;
}
//
// Calc DLY value
//
if (Max != 0xFF) { // If we found a min. and max. value we use the average of the min. and max. values to get an optimal DQSIN delay
Delay = (Min + Max) / 2;
} else if (Min != 0xFF) { // If we found only a min. value we use the average of the min. value and the longest DLY value to get an optimal DQSIN delay
Delay = (Min + 0x1F) / 2;
} else { // No working max. and/or min. values found
while (1); // Fatal error
}
//
// Setup DLY value to work with
//
if (DelayType == 0) {
v = LPC_SC->EMCDLYCTL & ~0x001Ful;
LPC_SC->EMCDLYCTL = v | Delay;
} else {
v = LPC_SC->EMCDLYCTL & ~0x1F00ul;
LPC_SC->EMCDLYCTL = v | (Delay << 8);
}
}
static uint32_t CalibrateOsc(void) {
uint32_t Cnt;
uint32_t v;
uint32_t i;
//
// Init start values
//
Cnt = 0;
//
// Calibrate osc.
//
for (i = 0; i < 10; i++) {
LPC_SC->EMCCAL = (1 << 14); // Start calibration
v = LPC_SC->EMCCAL;
while ((v & (1 << 15)) == 0) { // Wait for calibration done
v = LPC_SC->EMCCAL;
}
Cnt += (v & 0xFF);
}
return (Cnt / 10);
}
static void AdjustEMCTiming(uint32_t Delay) {
uint32_t v;
uint32_t CmdDly;
uint32_t FBDelay;
uint32_t FBClkDly;
FBDelay = CalibrateOsc();
v = LPC_SC->EMCDLYCTL;
CmdDly = ((v & 0x001Ful) * Delay / FBDelay) & 0x1F;
FBClkDly = ((v & 0x1F00ul) * Delay / FBDelay) & 0x1F00;
LPC_SC->EMCDLYCTL = (v & ~0x1F1Ful) | FBClkDly | CmdDly;
}

复制代码

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