T1_STM32F429_FMC_SDRAM

STM32F429IGT6-FMC-SDRAM配置

本文只记录学习内容，仅当笔记使用。

1. SDRAM IS42S16400J-7TLI 简介

1.1 逻辑Bank与芯片位宽

SDRAM内部是一个存储阵列，就如表格一样。和表格的检索原理一样，先指定一行（Row），在指定一列（Column）,我们就可以准确的找到说需要的单元格，这既是内存芯片寻址的基本原理。对于内存，这个单元格可称为存储单元，表格可称为逻辑Bank(简称L-Bank)。

在进行寻址时要先确定是哪个L-Bank,然后再在这个选定的L-Bank中选择对应的行与列进行寻址。可见对内存的访问，一次只能一个L-Bank工作，而每次与内存控制器交换的数据就是L-Bank存储阵列中一个“存储单元”的容量。在某些厂商的表述中，将L-Bank中的存储单元称为Word。

而SDRAM内存芯片一次传输的数据量就是芯片的位宽，那么这个存储单元的容量就是芯片的位宽。L-Bank中的存储单元是基础的存储单元，它的容量是若干bit(SDRAM芯片的位宽)，而每个bit则是存放于一个单独的存储中。这些存储体就是内存中最小的存储单元。

1.2 芯片的存储容量

内存芯片的容量就是所有L-Bank中的存储单元的容量总和。计算有多少个存储单元和计算表格中单元数量的方法是一样的：
存储单元数量 = 行数 * 列数 * L-Bank的数量

在很多内存产品介绍文档中，都会用(MW)的方式来表示芯片的容量。(M)是芯片中存储单元的总数，单位是兆(应为写 M)，(W)代表每个存储单元的容量，也就是SDRAM芯片的位宽(Width)，单位是bit。计算出来的芯片容量也是以bit为单位，但用户可以采用除以8的方法换算为字节(Byte)。比如4M16，就是一个16bit位宽芯片，有8M个存储单元，总容量是64Mbit(8MB)。

1.3 SDRAM引脚于封装

信号线	类型	说明
CLK	I	同步时钟信号，说有输入信号都在CLK为上升沿的时候被采集
CKE	I	时钟使能信号，禁止时钟信号时SDRAM会启动自刷新操作
CS#	I	片选信号，低电平有效
CAS#	I	列地址选通，为低电平时地址线表示的是列地址
RAS#	I	行地址选通，为低电平时地址线表示的是行地址
WE#	I	写入使能，低电平有效
DQM[0:1]	I	数据输入/输出掩码信号，表示DQ信号线的有效部分
BA[0:1]	I	Bank地址输入，选择要控制的Bank
A[0:12]	I	地址输入
DQ[0:15]	I	数据输入输出信号

2. SDRAM的基本操作于工作时序

命令禁止（COMMAND INHBIT）
只要CS引脚为高电平，即表示“命令禁止”(COMMAND INHBIT)，它用于禁止SDRAM执行新的命令，但它不能停止当前正在执行的命令。
空操作（NO OPERATION）
“空操作”(NO OPERATION)，“命令禁止”的反操作，用于选中SDRAM，以便接下来发送命令
行有效（ACTIVE COMMAND）
进行存储单元寻址时，需要先选中要访问的Bank和行，使它处于激活状态。该操作通过“行有效”(ACTIVE)命令实现，发送行有效命令时，RAS线为低电平，同时通过BA线以及A线发送Bank地址和行地址。

TRCD：行有效命令到列读写命令之间的延迟时间。
列读读数据（READ）
行地址通过“行有效”命令确定后，就要对列地址进行寻址了。“读命令”(READ)和“写命令”(WRITE)的时序很相似，通过共用的地址线A发送列地址，同时使用WE引脚表示读/写方向，WE为低电平时表示写，高电平时表示读。数据读写时，使用DQM线表示有效的DQ数据线。
如果选择了自动预充电模式，那么该行就会直接进入充电。如果没有选择此模式，那么该行将保持打开状态，供后续访问。
自动预充电模式的选择与A10的值有关，A10为高时为自动预充电命令模式。

CAS Latency，CAS 潜伏期：CAS与读取命令发出到第一笔数据输出的时间。只有读数据时有。

列写数据（WRITE）
行地址通过“行有效”命令确定后，就要对列地址进行寻址了。“读命令”(READ)和“写命令”(WRITE)的时序很相似，通过共用的地址线A发送列地址，同时使用WE引脚表示读/写方向，WE为低电平时表示写，高电平时表示读。数据读写时，使用DQM线表示有效的DQ数据线。
如果选择了自动预充电模式，那么该行就会直接进入充电。如果没有选择此模式，那么该行将保持打开状态，供后续访问。
自动预充电模式的选择与A10的值有关，A10为高时为自动预充电命令模式。

预充电（PRECHARGE）
读写时地址线A10控制着是否进行在读或写操作之后当前L-Bank自动进行预充电。
SDRAM 的寻址具有独占性，所以在进行完读写操作后，如果要对同一个Bank 的另一行进行寻址，就要将原来有效（ACTIVE）的行关闭，重新发送行/列地址。Bank 关闭当前工作行，准备打开新行的操作就是预充电（Precharge）。
预充电可以通过独立的命令控制，也可以在每次发送读写命令的同时使用“A10”线控制自动进行预充电。实际上，预充电是一种对工作行中所有存储阵列进行数据重写，并对行地址进行复位，以准备新行的工作。
独立的预充电命令时序见图。该命令配合使用A10线控制，若A10为高电平时，所有Bank都预充电，BA线无效；A10为低电平时，使用BA线选择要预充电的Bank。
刷新（Refresh）

SDRAM要不断进行刷新(Refresh)才能保留住数据，因此它是 DRAM 最重要的操作。刷新操作与预充电中重写的操作本质是一样的。
但因为预充电是对一个或所有Bank 中的工作行操作，并且不定期，而刷新则是有固定的周期，依次对所有行进行操作，以保证那些久久没被访问的存储单元数据正确。
刷新操作分为两种：“自动刷新”（Auto Refresh）与“自我刷新”(Self Refresh)，发送命令后CKE时钟为有效时(低电平)，使用自动刷新操作，否则使用自我刷新操作。不论是何种刷新方式，都不需要外部提供行地址信息，因为这是一个内部的自动操作。
对于“自动刷新”， SDRAM 内部有一个行地址生成器（也称刷新计数器）用来自动地依次生成行地址，每收到一次命令刷新一行。在刷新过程中，所有Bank都停止工作，而每次刷新所占用的时间为N个时钟周期(视SDRAM型号而定，通常为N=9)，刷新结束之后才可进入正常的工作状态，也就是说在这N个时钟期间内，所有工作指令只能等待而无法执行。一次次地按行刷新，刷新完所有行后，将再次对第一行重新进行刷新操作，这个对同一行刷新操作的时间间隔，称为SDRAM的刷新周期，通常为64ms。显然刷新会对SDRAM的性能造成影响，但这是它的DRAM的特性决定的，也是DRAM相对于SRAM取得成本优势的同时所付出的代价。
“自我刷新”则主要用于休眠模式低功耗状态下的数据保存，也就是说即使外部控制器不工作了，SDRAM都能自己确保数据正常。在发出“自我刷新”命令后，将 CKE 置于无效状态(低电平)，就进入自我刷新模式，此时不再依靠外部时钟工作，而是根据SDRAM内部的时钟进行刷新操作。在自我刷新期间除了 CKE 之外的所有外部信号都是无效的，只有重新使 CKE 有效才能退出自我刷新模式并进入正常操作状态。
Refresh Cycles/64ms或8192 Refresh Cycles/64ms的标识，这里的4096与8192就代表这个芯片中每个Bank的行数。刷新命令一次对一行有效，发送间隔也是随总行数而变化，4096行时为15.625μs（微秒，1/1000毫秒），8192行时就为7.8125μs。HY57V561620为8192 refresh cycles / 64ms。

加载模式寄存器
前面提到SDRAM的控制逻辑是根据它的模式寄存器来管理整个系统的，而这个寄存器的参数就是通过“加载模式寄存器”命令(LOAD MODE REGISTER)来配置的。
数据掩码（QDM）
DQM就是掩码控制位，在sdram中每个DQM控制8bit Data。LDQM和UDQM控制I/O缓冲区的低位字节和高位字节。在读取UDQM模式下，LDQM和UDQM控制输出缓冲区。当LDQM或UDQM为低时，相应的缓冲区字节被启用，而当LDQM或UDQM为高时，相应的缓冲区字节被禁用。当LDQM/UDQM高时，输出变为高阻抗状态。此功能对应于传统DRAM中的OE。在写入模式下，LDQM和UDQM控制输入缓冲区。当LDQM或UDQM为低时，相应的缓冲区字节被启用，数据可以写入设备。当LDQM或UDQM为高时，输入数据被屏蔽，无法写入设备。

3. 代码实现

3.1 SDRAM初始化步骤

引脚配置
时序配置
控制配置
SDRAM芯片初始化
4.1 开启时钟
4.2 对所有bank预充电
4.3 自动刷新配置
4.4 SDRAM寄存器配置
4.5 刷新计数器配置
读写操作
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3.2 引脚配置

地址信号线	数据信号线	控制信号线	备注
A0 -> PF0	D0 -> PD14	CKE -> PH7
A1 -> PF1	D1 -> PD15	CLK -> PG8
A2 -> PF2	D2 -> PD0	CAS#-> PG15
A3 -> PF3	D3 -> PD1	RAS#-> PF11
A4 -> PF4	D4 -> PE7	WE# -> PC0
A5 -> PF5	D5 -> PE8	BA0 -> PG4	FMC_BA0
A6 -> PF12	D6 -> PE9	BA1 -> PG5	FMC_BA1
A7 -> PF13	D7 -> PE10	CS# -> PH6
A8 -> PF14	D8 -> PE11	UDQM-> PE1	FMC_NBL1
A9 -> PF15	D9 -> PE12	LDQM-> PE0	FMC_NBL0
A10 -> PG0	D10 -> PE13
A11 -> PG1	D11 -> PE14
	D12 -> PE15
	D13 -> PD8
	D14 -> PD9
	D15 -> PD10

配置引脚，开启对应FMC复用功能

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/**
  * @brief  初始化控制SDRAM的IO
  * @param  无
  * @retval 无
  */
static void SDRAM_GPIO_Config(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  /* 使能SDRAM相关的GPIO时钟 */

                         /*地址信号线*/
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOC |
                         RCC_AHB1Periph_GPIOD |
                         RCC_AHB1Periph_GPIOE |
                         RCC_AHB1Periph_GPIOF |
                         RCC_AHB1Periph_GPIOG |
                         RCC_AHB1Periph_GPIOH ,ENABLE);

  /*-- GPIO 配置 -----------------------------------------------------*/

  /* 通用 GPIO 配置 */
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF;       //配置为复用功能
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;      //推挽输出
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;


  /*地址信号线 针对引脚配置*/
  //A0 GPIOF^0 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource0 , GPIO_AF_FMC);
  //A1 GPIOF^1 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource1 , GPIO_AF_FMC);
  //A2 GPIOF^2 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource2 , GPIO_AF_FMC);
  //A3 GPIOF^3 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_3;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource3 , GPIO_AF_FMC);
  //A4 GPIOF^4 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource4 , GPIO_AF_FMC);
  //A5 GPIOF^5 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource5 , GPIO_AF_FMC);
  //A6 GPIOF^12 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource12 , GPIO_AF_FMC);
  //A7 GPIOF^13 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource13 , GPIO_AF_FMC);
  //A8 GPIOF^14 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource14 , GPIO_AF_FMC);
  //A9 GPIOF^15 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource15 , GPIO_AF_FMC);
  //A9 GPIOF^15 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource2 , GPIO_AF_FMC);
  //A9 GPIOF^15 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2;
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource2 , GPIO_AF_FMC);


  /*数据信号线 针对引脚配置*/
	//D0 GPIOD^14 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource14 , GPIO_AF_FMC);
  //D1 GPIOD^15 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource15 , GPIO_AF_FMC);
  //D2 GPIOD^0 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource0 , GPIO_AF_FMC);
  //D3 GPIOD^1 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource1 , GPIO_AF_FMC);
  //D4 GPIOE^7 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource7 , GPIO_AF_FMC);
  //D5 GPIOE^8 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource8 , GPIO_AF_FMC);
  //D6 GPIOE^9 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource9 , GPIO_AF_FMC);
  //D7 GPIOE^10 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource10 , GPIO_AF_FMC);
  //D8 GPIOE^11 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource11 , GPIO_AF_FMC);
  //D9 GPIOE^12 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_12;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource12 , GPIO_AF_FMC);
  //D10 GPIOE^13 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_13;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource13 , GPIO_AF_FMC);
  //D11 GPIOE^14 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource14 , GPIO_AF_FMC);
  //D12 GPIOE^15 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource15 , GPIO_AF_FMC);
  //D13 GPIOD^8 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource8 , GPIO_AF_FMC);
  //D14 GPIOD^9 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;
  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource9 , GPIO_AF_FMC);
  //D15 GPIOD^10 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;
  GPIO_Init(GPIOD, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOD, GPIO_PinSource10 , GPIO_AF_FMC);

  /*控制信号线*/
	//CKE GPIOH^7 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;
  GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOH, GPIO_PinSource7 , GPIO_AF_FMC);
  //CLK GPIOG^8 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;
  GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource8 , GPIO_AF_FMC);
  //CAS GPIOG^15 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_15;
  GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource15 , GPIO_AF_FMC);
  //RAS GPIOF^11 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11; 
  GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOF, GPIO_PinSource11 , GPIO_AF_FMC);
  //WE 	GPIOC^0 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource0 , GPIO_AF_FMC);
  //BA0 GPIOG^4 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4;
  GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource4 , GPIO_AF_FMC);
  //BA1 GPIOG^5 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5;
  GPIO_Init(GPIOG, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOG, GPIO_PinSource5 , GPIO_AF_FMC);
  //CS 	GPIOH^6 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6;
  GPIO_Init(GPIOH, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOH, GPIO_PinSource6 , GPIO_AF_FMC);
  //UDQM 	GPIOE^1 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource1 , GPIO_AF_FMC);
  //LDQM 	GPIOE^0 ->	AF12
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStructure);
  GPIO_PinAFConfig(GPIOE, GPIO_PinSource0 , GPIO_AF_FMC);
}

3.3 时序配置

由于采用主芯片是STM32F429IGT6主频为HCLK=180Hz，配置FMC输出的SDCLK时钟频率为HCLK的1/2(在后面的程序里配置的)，即FSDCLK=90MHz，可得1个SDCLK时钟周期长度为TSDCLK=1/FSDCLK =11.11ns，然后设置各个成员的时候，只要保证时间大于以上SDRAM延时参数表的要求即可。如trc要求大于63ns，而11.11ns x 7=77.77ns，所以FMC_RowCycleDelay(TRC)成员值被设置为7个时钟周期，依葫芦画瓢完成时序参数的设置。

所有成员参数值的单位是周期，参数值大小都可以设置成“1-16”。

TMRD：发送加载模式寄存器命令后要等待的时间，过了这段时间才可以发送行有效或刷新命令。
TXSR：退出自我刷新命令后要等待的时间，过了这段时间才可以发送行有效命令。
TRAS：发送行有效命令后要等待的时间，过了这段时间才执行预充电命令。
TRC：两个行有效命令之间的延迟，以及两个相邻刷新命令之间的延迟。
TWR：写命令和预充电命令之间的延迟，等待这段时间后才开始执行预充电命令。
TRP：预充电命令与其他命令之间的延迟。
TRCD：行有效命令到列读写命令之间的延迟。

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/* 配置 FMC 相关参数 ---------------------------------------------------------*/
  /* SDCLK： 90 Mhz (HCLK/2 :180Mhz/2) */
  /* TMRD: 2 Clock cycles */
  FMC_SDRAMTimingInitStructure.FMC_LoadToActiveDelay    = 2;
  /* TXSR: min=70ns (7x11.11ns) */
  FMC_SDRAMTimingInitStructure.FMC_ExitSelfRefreshDelay = 7;
  /* TRAS: min=42ns (4x11.11ns) max=120k (ns) */
  FMC_SDRAMTimingInitStructure.FMC_SelfRefreshTime      = 4;
  /* TRC:  min=70 (7x11.11ns) */
  FMC_SDRAMTimingInitStructure.FMC_RowCycleDelay        = 7;
  /* TWR:  min=1+ 7ns (1+1x11.11ns) */
  FMC_SDRAMTimingInitStructure.FMC_WriteRecoveryTime    = 2;
  /* TRP:  20ns => 2x11.11ns */
  FMC_SDRAMTimingInitStructure.FMC_RPDelay              = 2;
  /* TRCD: 20ns => 2x11.11ns */
  FMC_SDRAMTimingInitStructure.FMC_RCDDelay             = 2;

参考图表

SDRAM_IS42S16400J-7TLI数据手册——21页
允许操作的最大时钟设置，由于采用主芯片是STM32F429IGT6主频为HCLK=180Hz，配置FMC输出的SDCLK时钟频率为HCLK的1/2(在后面的程序里配置的)，即FSDCLK=90MHz,所以只需配置CAS Latency=2得到最大允许时钟为133Mhz，大于输出时钟频率就可以了，即90MHz < 133MHz。IS42S16400J-6TLI对应的速度为6。

2. STM32F4XX中文参考手册2-171页

SDRAM_IS42S16400J-7TLI数据手册——17页
SDRAM的型号为IS42S16400J-7TLI对应的速度为-7，芯片型号为IS42S16400J-6TLI对应速度为-6，本项目采用的芯片为IS42S16400J-7TLI，因此只看对应芯片型号的速度 “-7” 列，其他“-6”，“-5”列不需要关注。

3.4 控制配置

FMC_Bank：选择FMC映射的SDRAM存储区域，可选择存储区域1或2 (FMC_Bank1_SDRAM/FMC_Bank2_SDRAM)
FMC_ColumnBitsNumber：设置要控制的SDRAM的列地址宽度，可选择8-11位(FMC_ColumnBits_Number_8b/9/10/11b)
FMC_RowBitsNumber：设置要控制的SDRAM的行地址宽度，可选择设置成11-13位(FMC_RowBits_Number_11b/12/13b)
FMC_SDMemoryDataWidth：设置要控制的SDRAM的数据宽度，可选择设置成8、16或32位(FMC_SDMemory_Width_8b/16/32b)
FMC_InternalBankNumber：设置要控制的SDRAM的内部Bank数目，可选择设置成2或4个Bank数目(FMC_InternalBank_Number_2/4)，请注意区分这个结构体成员与Bank的区别
FMC_CASLatency：设置CASLatency即CL的时钟数目，可选择设置为1、2或3个时钟周期(FMC_CAS_Latency_1/2/3)
FMC_WriteProtection：设置是否使能写保护模式，如果使能了写保护则不能向SDRAM写入数据，正常使用都是禁止写保护的
FMC_SDClockPeriod：设置FMC与外部SDRAM通讯时的同步时钟参数，可以设置成STM32的HCLK时钟频率的1/2、1/3或禁止输出时钟(FMC_SDClock_Period_2/FMC_SDClock_Disable)
FMC_ReadBurst：设置是否使能突发读取模式，禁止时等效于BL=1（突发长度=1），使能时BL的值等于模式寄存器中的配置
FMC_ReadPipeDelay：配置在CASLatency个时钟周期后，再等待多少个HCLK时钟周期才进行数据采样，在确保正确的前提下，这个值设置为越短越好，可选择设置的参数值为0、1或2个HCLK时钟周期(FMC_ReadPipe_Delay_0/1/2)。

配置完SDRAM初始化结构体后，调用FMC_SDRAMInit函数把这些配置写入到FMC的SDRAM控制寄存器及时序寄存器，实现FMC的初始化

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  /* FMC SDRAM 控制配置 */
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_Bank = FMC_Bank2_SDRAM;
  /* 行地址线宽度: [7:0] */
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_ColumnBitsNumber = FMC_ColumnBits_Number_8b;
  /* 列地址线宽度: [11:0] */
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_RowBitsNumber = FMC_RowBits_Number_12b;
  /* 数据线宽度 */
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_SDMemoryDataWidth = FMC_SDMemory_Width_16b;
  /* SDRAM内部bank数量*/
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_InternalBankNumber = FMC_InternalBank_Number_4;
  /* CAS潜伏期 */
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_CASLatency = FMC_CAS_Latency_2;
  /* 禁止写保护*/
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_WriteProtection = FMC_Write_Protection_Disable;
  /* SDCLK时钟分频因子，SDCLK = HCLK/SDCLOCK_PERIOD*/
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_SDClockPeriod = FMC_SDClock_Period_2;
  /* 突发读模式设置*/
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_ReadBurst = FMC_Read_Burst_Enable;
  /* 读延迟配置 */
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_ReadPipeDelay = FMC_ReadPipe_Delay_0;
  /* SDRAM时序参数 */
  FMC_SDRAMInitStructure.FMC_SDRAMTimingStruct = &FMC_SDRAMTimingInitStructure;

参考图表

SDRAM_IS42S16400J-7TLI数据手册——21页
允许操作的最大时钟设置，由于采用主芯片是STM32F429IGT6主频为HCLK=180Hz，配置FMC输出的SDCLK时钟频率为HCLK的1/2(SDCLK时钟分频因子，FMC_SDClock_Period_2)，即FSDCLK=90MHz,所以只需配置CAS Latency=2得到最大允许时钟为133Mhz，大于输出时钟频率就可以了，即90MHz < 133MHz。
SDRAM_IS42S16400J-7TLI数据手册——1页
存储单元数量 = 行数(存储单元总数) * 列数（每个存储单元容量） * L-Bank的数量
整个的SDRAM的容量=存储单元的总数（1M）每个存储单元的容量（16bit） =4M * 16bit =64 Mbit = 8 MByte

截取地址https://blog.csdn.net/caihaitao2000/article/details/79875609

STM32F4XX中文参考手册2-161页

FMC_Bank2_SDRAM ——》SDRAM芯片连接的是STM32主芯片的FMC_SDCKE1和FMC_SDNE1两个引脚
FMC_Bank2_SDRAM ——》SDRAM芯片连接的是STM32主芯片的FMC_SDCKE0和FMC_SDNE0两个引脚

因为硬件连接的是bank2,所以软件FMC_Bank选择FMC_Bank2_SDRAM

3.5 SDRAM芯片初始化

（1）给SDRAM上电，并提供稳定的时钟，至少100us；

（2）发送"空操作"(NOP)命令；

（3）发送"预充电"(PRECHARGE)命令，控制所有Bank进行预充电，并等待tRP时间， tRP表示预充电与其它命令之间的延迟；

（4）发送至少2个"自动刷新"(AUTO REFRESH)命令，每个命令后需等待tRFC时间，tRFC表示自动刷新时间；

（5）发送"加载模式寄存器"(LOAD MODE REGISTER)命令，配置SDRAM的工作参数，并等待tMRD时间，tMRD表示加载模式寄存器命令与行有行或刷新命令之间的延迟；

（6）初始化流程完毕，可以开始读写数据。

其中tRP、tRFC、tMRD等时间参数跟具体的SDRAM有关，可查阅其数据手册获知，STM32 FMC访问时配置需要这些参数。

typedef struct
{
  uint32_t FMC_CommandMode;//发送的命令

  uint32_t FMC_CommandTarget;//目标存储区域 bank1  bank2

  uint32_t FMC_AutoRefreshNumber;//自动刷新次数，其他命令无效

  uint32_t FMC_ModeRegisterDefinition;//加载模式寄存器,其他命令无效

}FMC_SDRAMCommandTypeDef;

3.5.1 开启时钟

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 /* 配置命令：开启提供给SDRAM的时钟 */
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_CommandMode = FMC_Command_Mode_CLK_Enabled;
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_CommandTarget = FMC_Command_Target_bank2;  //选择目标存储器区域
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_AutoRefreshNumber = 0;      //自动刷新次数  其他命令用不到
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_ModeRegisterDefinition = 0; //加载模式寄存器  其他命令用不到

3.5.2 对所有bank预充电

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  /* 配置命令：对所有的bank预充电 */
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_CommandMode = FMC_Command_Mode_PALL;
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_CommandTarget = FMC_Command_Target_bank2;
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_AutoRefreshNumber = 0;
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_ModeRegisterDefinition = 0;

3.5.3 自动刷新配置

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  /* 配置命令：自动刷新 */
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_CommandMode = FMC_Command_Mode_AutoRefresh;
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_CommandTarget = FMC_Command_Target_bank2;
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_AutoRefreshNumber = 2;//2个自动刷新命令
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_ModeRegisterDefinition = 0;

3.5.4 SDRAM寄存器配置

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  /* 设置sdram寄存器配置 */
  uint32_t tmpr = 0;
  tmpr = (uint32_t) SDRAM_MODEREG_BURST_LENGTH_4          |   //突发长度为4
                   SDRAM_MODEREG_BURST_TYPE_SEQUENTIAL   |    //突发模式为顺序模式和FMC控制寄存器配置相同
                   SDRAM_MODEREG_CAS_LATENCY_2           |    //CASLatency 2周期
                   SDRAM_MODEREG_OPERATING_MODE_STANDARD |    //正常模式
                   SDRAM_MODEREG_WRITEBURST_MODE_SINGLE;      //写为非突发模式

  /* 配置命令：设置SDRAM寄存器 */
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_CommandMode = FMC_Command_Mode_LoadMode;
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_CommandTarget = FMC_Command_Target_bank2;
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_AutoRefreshNumber = 1;
  FMC_SDRAMCommandStructure.FMC_ModeRegisterDefinition = tmpr;

寄存器各个参数定义
（1） Burst Length： 突发长度，下面简称BL。突发是指在同一行中相邻的存储单元连续进行数据传输的方式，连续传输所涉及到存储单元（列）的数量就是突发长度。BL可用的选项是 1、2、4、8，常见的设定是 4 和8。

（2） Burst Type： 设置突发模式。突发模式分为顺序(Sequential)与间隔(Interleaved)两种。在顺序方式中，操作按地址的顺序连续执行，如果是间隔模式，则操作地址是跳跃的。

（3） Latency Mode： 设置CASLatency列地址选通延迟，简称CL。在发出读命令(命令同时包含列地址)后，需要等待几个时钟周期数据线DQ才会输出有效数据，这之间的时钟周期就是指CL，CL一般可以设置为2或3个时钟周期。只有列读数据模式才有，写数据没有CASLatency。

（4） Operating Mode： SDRAM的工作模式。当它被配置为“00”的时候表示工作在正常模式，其它值是测试模式或被保留的设定。实际使用时必须配置成正常模式。

（5） Write Burst Mode： 配置写操作的突发特性。当M9=0时。根据BL设置读和写的突发长度；当M9=1时，根据BL设置读的突发长度，写设置为非突发模式

3.5.5 刷新计数器配置

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  /* 设置刷新计数器 */
  /*刷新速率 = (COUNT + 1) x SDRAM 频率时钟
    COUNT =（ SDRAM 刷新周期/行数) - 20*/
  /* 64ms/4096=15.625us  (15.625 us x FSDCLK) - 20 =1386 */
  FMC_SetRefreshCount(1386);

参考图表

SDRAM_IS42S16400J-7TLI数据手册——1页
刷新周期64ms，4096行。Refresh Cycles/64ms或8192 Refresh Cycles/64ms的标识，这里的4096与8192就代表这个芯片中每个Bank的行数。刷新命令一次对一行有效，发送间隔也是随总行数而变化，4096行时为15.625μs（微秒，1/1000毫秒），8192行时就为7.8125μs。HY57V561620为8192 refresh cycles / 64ms。

3.6 读写操作

由于SDRAM的存储空间是被映射到内核的寻址区域的，我们可以通过映射的地址直接访问SDRAM，访问这些地址时，FMC外设自动读写SDRAM，程序上无需额外操作。

（1）通过地址访问内存。最直接的方式就是使用C语言的指针方式了

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   /*SDRAM起始地址存储空间2的起始地址*/
   #define SDRAM_BANK_ADDR  ((uint32_t)0xD0000000)
   /*SDRAM 大小，8M字节*/
   #define IS42S164J_SIZE 0X800000

   uint32_t temp;

   /*向SDRAM写入数据*/
   *(uint8_t*) SDRAM_BANK_ADDR = (uint8_t )0xAA;
   /*向SDRAM读取数据*/
   temp = *(uint8_t *)(SDRAM_BANK_ADDR);

   /*写/读 16位数据*/
   *( uint16_t*) (SDRAM_BANK_ADDR+10 ) = (uint16_t)0xBBBB;
   temp = *( uint16_t*) (SDRAM_BANK_ADDR+10 );

  /*写/读 32位数据*/
  *( uint32_t*) (SDRAM_BANK_ADDR+20 ) = (uint32_t)0xCCCCCCCC;
  temp = *( uint32_t*) (SDRAM_BANK_ADDR+20 );

（2）直接指定变量存储到SDRAM空间

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    /*SDRAM起始地址存储空间2的起始地址*/

    #define SDRAM_BANK_ADDR ((uint32_t)0xD0000000)

    /*绝对定位方式访问SDRAM,这种方式必须定义成全局变量*/

    uint8_t testValue __attribute__((at(SDRAM_BANK_ADDR)));

    testValue = 0xDD;

这种方式使用关键字"attribute((at()))"来指定变量的地址，代码中指定testValue存储到SDRAM的起始地址，从而实现把变量存储到SDRAM上。要注意使用这种方法定义变量时，必须在函数外把它定义成全局变量，才可以存储到指定地址上。

posted @ 2021-08-11 17:08 kj~ 阅读(937) 评论(0) 收藏举报

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T1_STM32F429_FMC_SDRAM

STM32F429IGT6-FMC-SDRAM配置

1. SDRAM IS42S16400J-7TLI 简介

2. SDRAM的基本操作于工作时序

3. 代码实现

3.1 SDRAM初始化步骤

3.2 引脚配置

3.3 时序配置

3.4 控制配置

3.5 SDRAM芯片初始化

3.5.1 开启时钟

3.5.2 对所有bank预充电

3.5.3 自动刷新配置

3.5.4 SDRAM寄存器配置

3.5.5 刷新计数器配置

3.6 读写操作

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