第23章外扩SRAM介绍及应用

第二十三章外扩SRAM介绍及应用

1. IS62WV51216 芯片介绍

存储特性：

存储容量与组织： 8Mbit (兆比特) 静态RAM，组织形式为 512K 字 × 16 位。
高速存取时间： 提供 45ns 和 55ns 两种高速存取时间。
全静态操作： 无需时钟或刷新操作，简化了设计。

功耗特性：

CMOS 低功耗操作： 具有低功耗特性，典型工作电流为 36mW，典型 CMOS 待机电流为 12µW。新版本的IS62/65WV51216HALL/BLL型号，其典型CMOS待机电流可低至 3.2 µA (25°C)。
待机模式： 当芯片未被选中时（例如，CS1 为高或 CS2 为低，或 CS1 为低、CS2 为高且 LB 和 UB 都为高），器件进入待机模式，此时功耗显著降低。

电压和接口：

单电源供电：
- IS62WV51216ALL 版本：1.65V 至 2.2V VDD。
- IS62WV51216BLL 版本：2.5V 至 3.6V VDD。
- 新版本的 IS62/65WV51216HALL 支持 1.65V-2.2V VDD，IS62/65WV51216HBLL 支持 2.2V-3.6V VDD。
TTL 兼容接口电平： 输入/输出接口与 TTL 标准兼容。

控制和封装：

三态输出： 具有三态输出功能。
字节控制： 支持上下字节 (UB 和 LB) 的数据控制，允许对单个字节进行读写操作。
易于存储器扩展： 通过使用片选 (Chip Enable) 和输出使能 (Output Enable) 输入实现存储器扩展。
封装类型： 通常采用 JEDEC 标准 48 引脚 mini BGA (7.2mm x 8.7mm) 和 44 引脚 TSOP (TYPE II) 封装。

2. 外扩SRAM应用示例

2.1 相关宏定义

#ifndef __SRAM_H
#define __SRAM_H

#include "sys.h"

extern SRAM_HandleTypeDef sram_hanle;

/* FSMC相关参数 定义 
 * 注意: 我们默认是通过FSMC块3来连接SRAM, 块1有4个片选: FSMC_NE1~4
 *
 * 修改SRAM_FSMC_NEX, 对应的SRAM_CS_GPIO相关设置也得改
 */
#define SRAM_FSMC_NEX           3         /* 使用FSMC_NE3接SRAM_CS,取值范围只能是: 1~4 */
#define SRAM_FSMC_BCRX          FSMC_Bank1->BTCR[(SRAM_FSMC_NEX - 1) * 2]       /* BCR寄存器,根据SRAM_FSMC_NEX自动计算 */
#define SRAM_FSMC_BTRX          FSMC_Bank1->BTCR[(SRAM_FSMC_NEX - 1) * 2 + 1]   /* BTR寄存器,根据SRAM_FSMC_NEX自动计算 */
#define SRAM_FSMC_BWTRX         FSMC_Bank1E->BWTR[(SRAM_FSMC_NEX - 1) * 2]      /* BWTR寄存器,根据SRAM_FSMC_NEX自动计算 */

/* SRAM基地址, 根据 SRAM_FSMC_NEX 的设置来决定基址地址
 * 我们一般使用FSMC的块1(BANK1)来驱动SRAM, 块1地址范围总大小为256MB,均分成4块:
 * 存储块1(FSMC_NE1)地址范围: 0X6000 0000 ~ 0X63FF FFFF
 * 存储块2(FSMC_NE2)地址范围: 0X6400 0000 ~ 0X67FF FFFF
 * 存储块3(FSMC_NE3)地址范围: 0X6800 0000 ~ 0X6BFF FFFF
 * 存储块4(FSMC_NE4)地址范围: 0X6C00 0000 ~ 0X6FFF FFFF
 */
#define SRAM_BASE_ADDR         (0X60000000 + (0X4000000 * (SRAM_FSMC_NEX - 1)))

void sram_init(void);
void sram_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint32_t datalen);
void sram_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint32_t datalen);
void sram_test_write(uint32_t addr, uint8_t data);
uint8_t sram_test_read(uint32_t addr);

#endif /* __SRAM_H__ */

2.2 FSMC-SRAM初始化

void sram_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef fsmc_handle;
    __HAL_RCC_FSMC_CLK_ENABLE(); 
    __HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE(); 
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE(); 
    __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE(); 
    __HAL_RCC_GPIOG_CLK_ENABLE();
    // WR-PD5 RD-PD4 CS-PG10
    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_10;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    GPIO_InitStructure.Alternate = GPIO_AF12_FSMC;
    HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_4;
    HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
    // PD0,1,4,5,8~15
    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
    GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
    // PE0,1,7~15
    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_7|GPIO_PIN_8|GPIO_PIN_9|GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11|GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
    HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
    // PF0~5,12~15
    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_12|GPIO_PIN_13|GPIO_PIN_14|GPIO_PIN_15;
    HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
    // PG0~5,10
    GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_PIN_0|GPIO_PIN_1|GPIO_PIN_2|GPIO_PIN_3|GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_10;
    HAL_GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
    // FSMC Configuration
    sram_handle.Instance = FSMC_NORSRAM_DEVICE;
    sram_handle.Extended = FSMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;
    sram_handle.Init.NSBank = (SRAM_FSMC_NEX == 1) ? FSMC_NORSRAM_BANK1 : \
                              (SRAM_FSMC_NEX == 2) ? FSMC_NORSRAM_BANK2 : \
                              (SRAM_FSMC_NEX == 3) ? FSMC_NORSRAM_BANK3 : FSMC_NORSRAM_BANK4; /* 根据配置选择FSMC_NE1~4 */
    sram_handle.Init.DataAddressMux = FSMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE; // 地址/数据线不复用
    sram_handle.Init.MemoryType = FSMC_MEMORY_TYPE_SRAM; // SRAM
    sram_handle.Init.MemoryDataWidth = FSMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16; // 16位数据宽度
    sram_handle.Init.BurstAccessMode = FSMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE; // 突发访问模式关闭
    sram_handle.Init.WaitSignalPolarity = FSMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW; // 等待信号极性低
    sram_handle.Init.WaitSignalActive = FSMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS; // 等待信号在前
    sram_handle.Init.WriteOperation = FSMC_WRITE_OPERATION_ENABLE; // 写使能
    sram_handle.Init.WaitSignal = FSMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE; // 等待信号关闭
    sram_handle.Init.ExtendedMode = FSMC_EXTENDED_MODE_DISABLE; // 扩展模式关闭
    sram_handle.Init.AsynchronousWait = FSMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE; // 异步等待关闭
    sram_handle.Init.WriteBurst = FSMC_WRITE_BURST_DISABLE; // 写突发关闭
    /* FSMC读时序控制寄存器 */
    fsmc_handle.AddressSetupTime = 0x02; // 地址设置时间
    fsmc_handle.AddressHoldTime = 0x00; // 地址保持时间
    fsmc_handle.DataSetupTime = 0x08; // 数据设置时间
    fsmc_handle.BusTurnAroundDuration = 0x00; // 总线转向持续时间
    fsmc_handle.AccessMode = FSMC_ACCESS_MODE_A; // 访问模式A
    HAL_SRAM_Init(&sram_handle, &fsmc_handle, &fsmc_handle); // 初始化SRAM
}

2.3 SRAM读写

/**
 * @brief       往SRAM指定地址写入指定长度数据
 * @param       pbuf    : 数据存储区
 * @param       addr    : 开始写入的地址(最大32bit)
 * @param       datalen : 要写入的字节数(最大32bit)
 * @retval      无
 */
void sram_write(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint32_t datalen)
{
    for (; datalen != 0; datalen--)
    {
        *(volatile uint8_t *)(SRAM_BASE_ADDR + addr) = *pbuf;
        addr++;
        pbuf++;
    }
}

/**
 * @brief       从SRAM指定地址读取指定长度数据
 * @param       pbuf    : 数据存储区
 * @param       addr    : 开始读取的地址(最大32bit)
 * @param       datalen : 要读取的字节数(最大32bit)
 * @retval      无
 */
void sram_read(uint8_t *pbuf, uint32_t addr, uint32_t datalen)
{
    for (; datalen != 0; datalen--)
    {
        *pbuf++ = *(volatile uint8_t *)(SRAM_BASE_ADDR + addr);
        addr++;
    }
}

2.4 主函数测试

#include "bsp_init.h"
#include "stdio.h"
#include "SerialInvoker.h"
#include "sram.h"

// 测试数据
// uint32_t test_data[250000] __attribute__((at(SRAM_BASE_ADDR))); // AC5写法
uint32_t test_data[250000] __attribute__((section(".ARM.__at_0x68000000"))); // AC6写法

// 外扩SRAM测试
void sram_test(uint16_t x, uint16_t y)
{
  uint32_t i = 0;
  uint8_t temp = 0;
  uint16_t addr = 0; // 在地址0读到的数据
  LCD_ShowString(x,y,230,y+16,16,"Ex Memory Test:   0KB");
  // 每隔4k字节写入一个数据，总共写入256次，即写入1MB数据
  for(i=0;i<1024*1024;i+=4096)
  {
    sram_write(&temp,i,1);
    temp++;
  }
  // 读取数据进行校验
  for(i=0;i<1024*1024;i+=4096)
  {
    sram_read(&temp,i,1);
    if(i == 0)
    {
      addr = temp; // 记录地址0读到的数据
    }
    else if(temp <= addr)
    {
      break; // 校验失败，退出循环
    }
    LCD_ShowxNum(x+15*8,y,(uint16_t)(temp-addr+1)*4,4,16,0);
  }
}

int main(void)
{
  uint8_t key_value = 0;
  uint8_t i = 0;
  uint32_t data = 0;
  bsp_init();
  sram_init();
    serial_invoker_init(84);
  LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"KEY0:Test Sram");
  LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"KEY1:TEST Data");
  for(data=0;data<250000;data++)
  {
    test_data[data] = data; // 初始化测试数据
  }
  while(1)
  {
    key_value = key_scan(0);
    if(key_value == KEY0_Press)
    {
      sram_test(30,150); // 测试外扩SRAM
    }
    else if(key_value == KEY1_Press)
    {
      for(data=0;data<250000;data++)
      {
        LCD_ShowxNum(30,170,test_data[data],6,16,0); // 显示测试数据
      }
    }
    else
    {
      delay_ms(10);
    }
    i++;
    if(i == 10)
    {
      i = 0;
      LED_TOGGLE(LED0_GPIO_Pin);
    }
  }
}

3. FSMC外扩SRAM相关函数（HAL库）

3.1 FSMC 初始化与配置

3.1.1 SRAM 句柄与初始化结构体

SRAM_HandleTypeDef hsram;
FSMC_NORSRAM_TimingTypeDef Timing;

3.1.2 配置时序参数

/* 地址建立时间、数据建立时间等 (单位: HCLK周期) */
Timing.AddressSetupTime = 2; // 地址建立时间
Timing.AddressHoldTime = 1; // 地址保持时间 (模式A/D)
Timing.DataSetupTime = 2; // 数据建立时间 (关键参数)
Timing.BusTurnAroundDuration = 0; // 总线周转时间
Timing.CLKDivision = 0; // 时钟分频
Timing.DataLatency = 0; // 数据延迟
Timing.AccessMode = FSMC_ACCESS_MODE_A; // 访问模式

3.1.3 配置 SRAM 初始化结构体

hsram.Instance = FSMC_NORSRAM_DEVICE;
hsram.Extended = FSMC_NORSRAM_EXTENDED_DEVICE;
hsram.Init.NSBank = FSMC_NORSRAM_BANK1; // 使用BANK1
hsram.Init.DataAddressMux = FSMC_DATA_ADDRESS_MUX_DISABLE;
hsram.Init.MemoryType = FSMC_MEMORY_TYPE_SRAM;
hsram.Init.MemoryDataWidth = FSMC_NORSRAM_MEM_BUS_WIDTH_16; // 16位总线
hsram.Init.BurstAccessMode = FSMC_BURST_ACCESS_MODE_DISABLE;
hsram.Init.WaitSignalPolarity = FSMC_WAIT_SIGNAL_POLARITY_LOW;
hsram.Init.WaitSignalActive = FSMC_WAIT_TIMING_BEFORE_WS;
hsram.Init.WriteOperation = FSMC_WRITE_OPERATION_ENABLE;
hsram.Init.WaitSignal = FSMC_WAIT_SIGNAL_DISABLE;
hsram.Init.ExtendedMode = FSMC_EXTENDED_MODE_DISABLE;
hsram.Init.AsynchronousWait = FSMC_ASYNCHRONOUS_WAIT_DISABLE;
hsram.Init.WriteBurst = FSMC_WRITE_BURST_DISABLE;

3.1.4 初始化 FSMC

// 初始化FSMC并关联时序
HAL_SRAM_Init(&hsram, &Timing, &Timing);

// 启用FSMC时钟
__HAL_RCC_FSMC_CLK_ENABLE();

3.2 SRAM 读写操作函数

3.2.1 阻塞式读写

// 16位写操作
HAL_StatusTypeDef HAL_SRAM_Write_16b(
 SRAM_HandleTypeDef *hsram,
 uint32_t *pAddress, // SRAM地址 (0x6xxxxxxx)
 uint16_t *pSrcBuffer, // 数据缓冲区
 uint32_t BufferSize // 数据大小 (单位: 16位字)
);

// 16位读操作
HAL_StatusTypeDef HAL_SRAM_Read_16b(
 SRAM_HandleTypeDef *hsram,
 uint32_t *pAddress,
 uint16_t *pDstBuffer,
 uint32_t BufferSize
);

3.2.2 其他数据宽度

// 8位读写
HAL_SRAM_Write_8b();
HAL_SRAM_Read_8b();

// 32位读写
HAL_SRAM_Write_32b();
HAL_SRAM_Read_32b();

3.2.3 中断模式读写

// 中断写
HAL_StatusTypeDef HAL_SRAM_Write_16b_IT(
 SRAM_HandleTypeDef *hsram,
 uint32_t *pAddress,
 uint16_t *pSrcBuffer,
 uint32_t BufferSize
);

// 中断读
HAL_StatusTypeDef HAL_SRAM_Read_16b_IT(...);

3.2.4 DMA 模式读写

// DMA写
HAL_StatusTypeDef HAL_SRAM_Write_16b_DMA(
 SRAM_HandleTypeDef *hsram,
 uint32_t *pAddress,
 uint16_t *pSrcBuffer,
 uint32_t BufferSize
);

// DMA读
HAL_StatusTypeDef HAL_SRAM_Read_16b_DMA(...);

3.3 回调函数 (中断/DMA模式)

// 写完成回调
void HAL_SRAM_TxCpltCallback(SRAM_HandleTypeDef *hsram);

// 读完成回调
void HAL_SRAM_RxCpltCallback(SRAM_HandleTypeDef *hsram);

// DMA错误回调
void HAL_SRAM_DMAError(DMA_HandleTypeDef *hdma);

3.4 SRAM 控制函数

// 启用/禁用写操作
void HAL_SRAM_WriteOperation_Enable(SRAM_HandleTypeDef *hsram);
void HAL_SRAM_WriteOperation_Disable(SRAM_HandleTypeDef *hsram);

posted @ 2025-08-13 23:02 hazy1k 阅读(19) 评论(0) 收藏举报

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第二十三章 外扩SRAM介绍及应用

1. IS62WV51216 芯片介绍

2. 外扩SRAM应用示例

2.1 相关宏定义

2.2 FSMC-SRAM初始化

2.3 SRAM读写

2.4 主函数测试

3. FSMC外扩SRAM相关函数（HAL库）

3.1 FSMC 初始化与配置

3.1.1 SRAM 句柄与初始化结构体

3.1.2 配置时序参数

3.1.3 配置 SRAM 初始化结构体

3.1.4 初始化 FSMC

3.2 SRAM 读写操作函数

3.2.1 阻塞式读写

3.2.2 其他数据宽度

3.2.3 中断模式读写

3.2.4 DMA 模式读写

3.3 回调函数 (中断/DMA模式)

3.4 SRAM 控制函数

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