讲存储器扩展电路和总线扩展培训课件

5.1DM642的外部存储器EMIFA接口

5.1.1EMIFA接口概述1.支持的数据宽度8位、16位、32位和64位。7/20/20231讲存储器扩展电路和总线扩展2.外扩存储空间DM642通过EMIFA接口扩展外部存储器时，使用ACE0~ACE3信号作为空间片选信号，可以把外扩的存储器映射在CE0~CE3不同空间中，每个存储空间的大小为256MB：CE0空间0x80000000~0x8FFFFFFFCE1空间0x90000000~0x9FFFFFFFCE2空间0xA0000000~0xAFFFFFFFCE3空间0xB0000000~0xBFFFFFFF7/20/20232讲存储器扩展电路和总线扩展3.EMFA接口时钟NAMENO.TYPEDESCRIPTIONAECLKINH25I外部时钟输入，最高输入时钟频率133MHzAECLKOUT2J23O/Z时钟输出，输出的时钟频率可编程，可为时钟源频率的1分频、2分频或4分频AECLKOUT1J26O/Z时钟输出，输出的时钟频率等于时钟源的频率EMIFA接口同步时钟的来源取决于地址总线引脚AEA[20:19]的电平状态。

AEA[20:19]

00：来自AECLKIN引脚（缺省）01：来自CPU，对CPU主时钟进行4分频10：来自CPU，对CPU主时钟进行6分频11：保留未用7/20/20233讲存储器扩展电路和总线扩展4.EMFA接口引脚7/20/20234讲存储器扩展电路和总线扩展5.1DM642的外部存储器EMIFA接口

5.1.2EMIFA接口的主要寄存器GBLCTL—EMIFglobalcontrol

registerCE0CTL—EMIFCE0spacecontrol

registerCE1CTL—EMIFCE1spacecontrol

registerCE2CTL—EMIFCE2spacecontrol

registerCE3CTL—EMIFCE3spacecontrol

register见SPRU266EP1347/20/20235讲存储器扩展电路和总线扩展CE0SEC—EMIFCE0spacesecondarycontrolregisterCE1SEC—EMIFCE1spacesecondarycontrol

registerCE2SEC—EMIFCE2spacesecondarycontrol

registerCE3SEC—EMIFCE3spacesecondarycontrol

registerSDCTL—EMIFSDRAMcontrol

registerSDTIM—EMIFSDRAMrefreshcontrol

registerSDEXT—EMIFSDRAMextension

registerPDTCTL—EMIFperipheraldevicetransfercontrolregister7/20/20236讲存储器扩展电路和总线扩展1.EMIFGlobalControlRegister(GBLCTL)Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterresetGBLCTL[31~20]：Reserved.Thereservedbitlocationisalwaysreadas0.Avaluewrittentothisfieldhasnoeffect.7/20/20237讲存储器扩展电路和总线扩展GBLCTL[19~18]：EK2RATE，AECLKOUT2引脚时钟输出分频控制位。“00”—原始时钟频率(AECLKIN、主时钟/4、主时钟/6)；“01”—2分频的原始时钟频率；“10”—4分频的原始时钟频率；“11”一保留未用。Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset7/20/20238讲存储器扩展电路和总线扩展GBLCTL[17]：EK2HZ，AECLKOUT2时钟输出控制位。“0”一若EK2EN等于“1”，AECLKOUT2引脚输出连续时钟脉冲；“1”一AECLKOUT2引脚处于高阻状态。GBLCTL[16]：EK2EN，AECLKOUT2电平输出使能位。“0”—AECLKOUT2引脚输出低电平；“1”—AECLKOUT2输出时钟使能。Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset7/20/20239讲存储器扩展电路和总线扩展GBLCTL[15~14]：保留未用。GBLCTL[13]：BRMODE，总线请求控制位。“0”—BUSREQ引脚信号用于存储器读写过程中挂起状态或工作状态的指示；“1”—BUSREQ引脚信号用于存储器读写过程中刷新、挂起和工作3种状态的指示。GBLCTL[12]：保留未用。Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset7/20/202310讲存储器扩展电路和总线扩展GBLCTL[11]：BUSREQ，总线请求信号(BUSREQ引脚信号)输出指示位。“0”—BUSREQ引脚输出低电平，表明没有存储器被刷新、挂起或访问；“1”—BUSREQ引脚输出高电平，表明存储器被刷新、挂起或访问。Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset7/20/202311讲存储器扩展电路和总线扩展GBLCTL[10]：ARDY，ARDYinputbit.ValidARDYbitisshownonlywhenperformingasynchronousmemoryaccess(whenasyncCEnisactive).“0”—ARDYinputislow，表明外部设备未准备就绪；“1”—ARDYinputishigh，表明外部设备已淮备就绪。Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset7/20/202312讲存储器扩展电路和总线扩展Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterresetGBLCTL[9]：HOLD，HOLDinputbit.“0”—HOLD引脚输入低电平，外部设备正在向EMIFA接口请求；“1”—HOLD引脚输入高电平，没有外部设备发出请求。7/20/202313讲存储器扩展电路和总线扩展Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterresetGBLCTL[8]：HOLDA，HOLDAoutputbit.“0”—HOLDA引脚输出低电平，表明外部设备可以使用EMIFA接口；“1”—HOLDA引脚输出高电平，表明外部设备不能使用EMIFA接口。7/20/202314讲存储器扩展电路和总线扩展Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterresetGBLCTL[7]：NOHOLD，HOLD引脚信号使能位。“0”—HOLD引脚保持请求信号有效，HOLD引脚功能被使能；“1”—HOLD保持请求信号无效，HOLD引脚保持请求功能被屏蔽。7/20/202315讲存储器扩展电路和总线扩展GBLCTL[6]：EKlHZ，AECLKOUTl引脚输出控制位。“0”一如果EKlEN等于“1”，AECLKOUTl引脚输出连续的时钟脉冲；“1”一AECLKOUTl引脚处于高阻状态。GBLCTL[5]：EKlEN，AECLKOUTl时钟输出使能位。“0”一AECLKOUTl引脚输出低电平；“1”一AECLKOUTl引脚时钟输出使能。Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset7/20/202316讲存储器扩展电路和总线扩展GBICTL[4]：CLK4EN，CLKOUT4引脚使能位。“0”—CLKOUT4引脚输出高电平；“1”—CLKOUT4引脚使能，输出时钟脉冲。CLKOUT4引脚与GP1引脚复用，复位过程中CLKOUT4引脚处于使能状态，并输出时钟脉冲，DM642复位结束后，可通过配置GPEN寄存器把该引脚配置为GP1。Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset7/20/202317讲存储器扩展电路和总线扩展GBLCTL[3]：CLK6EN，CLKOUT6使能位。“0”—CLKOUT6引脚输出高电平；“1”—CLKOUT6引脚使能，输出时钟脉冲。CLKOUT6引脚与GP2引脚复用，复位过程中CLKOUT6引脚处于使能状态，并输出时钟脉冲，DM642复位结束后，可通过配置GPEN寄存器把该引脚配置为GP2。GBLCTL[2~0]：保留未用。Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset7/20/202318讲存储器扩展电路和总线扩展2.EMIFCESpaceControlRegisters(CECTL0-3)Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterresetMYTYPE(CECTL[7:4])是空间控制寄存器CECTLx中很重要的字段，用于设置EMFA接口的数据宽度和接口类型。“0x0”—EMIFA接口配置为8位数据宽度的异步接口；“0x1”—EMFA接口配置为16位数据宽度的异步接口；“0x2”—EMIFA接口配置为32位数据宽度的异步接口；7/20/202319讲存储器扩展电路和总线扩展Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset“0x3”—EMIFA接口配置为32位数据宽度的SDRAM接口；“0x4”—EMIFA接口配置为32位同步程序存储器接口；“0x5”~“0x7”—保留未用；“0x8”—EMIFA接口配置为8位数据宽度的SDRAM接口；7/20/202320讲存储器扩展电路和总线扩展Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset“0x9”—EMFA接口配置为16位数据宽度的SDRAM接口；“0xA”—EWFA接口配置为8位数据宽度同步程序存储器接口；“0xB”—EMFA接口配置为16位数据宽度同步程序存储器接口；“0xC”—EMFA接口配置为64位数据宽度的异步存储器接口；7/20/202321讲存储器扩展电路和总线扩展Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset“0xD”—EMFA接口配置为64位数据宽度的SDRAM接口：“0xE”—EMIFA接口配置为64位数据宽度同步程序存储器接口；“0xF”—保留未用。7/20/202322讲存储器扩展电路和总线扩展3.EMIFCESpaceSecondaryControlRegisters(CESEC0-3)Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterresetSNCCLK(CESEC[6])EMIFA接口同步时钟选择控制位。“0”—AECLKOUTl引脚的输出时钟作为EMIFA接口同步时钟；“1”—AECLKOUT2引脚的输出时钟作为EMIFA接口同步时钟。7/20/202323讲存储器扩展电路和总线扩展Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterresetSYNCWL(CESEC[3:2])用于设置“写”数据时的延迟时间。“0”—延迟时间设置为0个时钟周期；“1”—延迟时间设置为1个时钟周期；“2”—延迟时间设置为2个时钟周期；“3”—延迟时间设置为3个时钟周期。7/20/202324讲存储器扩展电路和总线扩展Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterresetSYNCRL(CESEC[l:0])用于设置“读”数据时的延迟时间。“0”—延迟时间设置为0个时钟周期；“1”—延迟时间设置为1个时钟周期；“2”—延迟时间设置为2个时钟周期；“3”—延迟时间设置为3个时钟周期。7/20/202325讲存储器扩展电路和总线扩展4.EMIFSDRAMControlRegister(SDCTL)Legend:R/W=Read/Write;R=Readonly;-n=valueafterreset7/20/202326讲存储器扩展电路和总线扩展5.EMIFSDRAMTimingRegister(SDTIM)TheSDRAMtimingregister(SDTIM)controlstherefreshperiodintermsofEMIFclockcycles.6.EMIFSDRAMExtensionRegister(SDEXT)TheSDRAMextensionregister(SDEXT)allowsprogrammingofmanyparametersofSDRAM.7.EMIFPeripheralDeviceTransferControlRegister(PDTCTL)

TheperipheraldevicetransfercontrolregisterconfiguresthelatencyofthePDTsignalwithrespecttothedataphaseofthetransaction.7/20/202327讲存储器扩展电路和总线扩展5.2FLASH存储器的扩展控制信号：7/20/202328讲存储器扩展电路和总线扩展DM642与FLASH的连接DM642D[7:0]7/20/202329讲存储器扩展电路和总线扩展5.2.1AM29LV033C芯片AM29LV033C是AMD公司提供的一种FLASH存储器芯片，容量为4M×8位，单电源供电，电源电压范围为2.7~3.6V，该芯片可以与DM642直接连接。7/20/202330讲存储器扩展电路和总线扩展AM29LV033C7/20/202331讲存储器扩展电路和总线扩展AM29LV033C内部的存储空间划分为64个扇区(sector)，每个扇区的大小为64KB，通过片上的地址线使能不同的扇区。Am29LV033CSectorAddressTable7/20/202332讲存储器扩展电路和总线扩展7/20/202333讲存储器扩展电路和总线扩展7/20/202334讲存储器扩展电路和总线扩展AM29LV033C芯片的总线操作7/20/202335讲存储器扩展电路和总线扩展AM29LV033C芯片的地址线共有22条A[21:0]，但DM642的地址线只有20条AEA[22:3]，两种芯片之间的地址线数量不匹配，所以DM642不能遍历FLASH芯片的所有地址单元。为了解决这一问题，在DM642电路系统中采用CPLD器件EPM7128AETC，把FLASH芯片的地址线引脚A[21:19]与CPLD器件的输入/输出引脚连接，通过A[21:19]把FLASH存储区的64个扇区划分为8个页，每页包括8个扇区。5.2.2FLASH芯片与DM642的连接电路7/20/202336讲存储器扩展电路和总线扩展7/20/202337讲存储器扩展电路和总线扩展FLASHCS引脚信号是AM29LV033C的片选信号，在CPLD器件中，FLASHCS信号由DM642的地址线引脚信号TEA22和TCEl空间片选信号取“或”而得，TEA22低电平时选中AM29LV033C芯片。7/20/202338讲存储器扩展电路和总线扩展PAl9、PA20和PA21这3个引脚用于管理FLASH存储器的页，要实现这一点，需要在CPLD内部扩展寄存器，用于控制A[21:19]引脚信号(即用于FLASH翻页)。DM642通过操作寄存器端口实现遍历FLASH芯片所有地址单元的任务。7/20/202339讲存储器扩展电路和总线扩展74373_1:页选择寄存器(写入)；74373_2:页选择寄存器(读取)7/20/202340讲存储器扩展电路和总线扩展使用/ACE1引脚选择CE1子空间31————DM642地址引脚74LS373_174LS373_224252627282930地址—23EA19EA20EA21EA22———DM642地址引脚74LS373_174LS373_216171819202122地址11××××100××××100×××××1××××××1×××页选择寄存器端口地址7/20/202341讲存储器扩展电路和总线扩展EA1815EA11EA12EA13EA14EA15EA16EA17DM642地址引脚74LS373_174LS373_2891011121314地址EA107EA3EA4EA5EA6EA7EA8EA9DM642地址引脚74LS373_174LS373_20123456地址××××××××××××××××××100010×100010×页选择寄存器端口地址页选择寄存器【74373_1(写入)和74373_2(读取)】的端口地址是：0x90080011。7/20/202342讲存储器扩展电路和总线扩展向端口地址0x90080011写入页选择关键字，该关键字转化为PA21、PA20、PA19引脚控制信号，即可对所页编码PA21PA20PA19页选择关键字00000x0010010x0120100x0230110x0341000x0451010x0561100x0671110x07要访问的flash页面进行选择。7/20/202343讲存储器扩展电路和总线扩展使用/ACE1引脚选择CE1子空间31————DM642地址引脚Flash地址24252627282930地址—23EA19EA20EA21EA22———DM642地址引脚Flash引脚Flash地址16171819202122地址DM642访问Flash芯片每页的页内空间时所使用的地址Flash引脚即flash芯片的/CE即DM642的/ACE11××××100×—A16A17A18如图———×××0×××如图————7/20/202344讲存储器扩展电路和总线扩展EA1815EA11EA12EA13EA14EA15EA16EA17DM642地址引脚Flash引脚Flash地址891011121314地址EA107EA3EA4EA5EA6EA7EA8EA9DM642地址引脚Flash引脚Flash地址0123456地址DM642访问Flash芯片AM29LV033C每页的页内空间时所使用的地址：0x90000000~0x9007FFFFDM642访问Flash芯片每页的页内空间时所使用的地址×A15A8A9A10A11A12A13A14××××××××A7A0A1A2A3A4A5A6×××××××7/20/202345讲存储器扩展电路和总线扩展的信息决定了DM642访问的是Flash芯片当前页面内的哪个扇区。因为FLASH存储区的64个扇区划分为8个页，每页包括8个扇区。所以DM642EA21EA20EA19Flash引脚A18A17A167/20/202346讲存储器扩展电路和总线扩展扇区编号地址范围00x90000000~0x9000FFFF10x90010000~0x9001FFFF20x90020000~0x9002FFFF30x90030000~0x9003FFFF40x90040000~0x9004FFFF50x90050000~0x9005FFFF60x90060000~0x9006FFFF70x90070000~0x9007FFFFDM642访问Flash芯片AM29LV033C每页内的各扇区时所使用的地址：7/20/202347讲存储器扩展电路和总线扩展(1)中断向量表文件(.asm)在该程序中不使用任何中断。5.2.3读写FLASH存储器的程序7/20/202348讲存储器扩展电路和总线扩展

.global_vectors

.global_c_int00

.global_vector1

.global_vector2

.global_vector3

.global_vector4

.global_vector5.global_vector6

.global_vector7

.global_vector8.global_vector9

.global_vector10

.global_vector11

.global_vector12

.global_vector13

.global_vector14

.global_vector157/20/202349讲存储器扩展电路和总线扩展.ref_c_int00VEC_ENTRY.macroaddrSTW

B0,*--B15MVKL

addr,B0MVKH

addr,B0B

B0LDW

*B15++,B0NOP

2NOP

NOP.endm_vec_dummy:

B

B3