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嵌入式學習-uboot-lesson7-內存初始化

來源：程序員人生   發布時間：2016-07-28 09:22:00 閱讀次數：2732次

6410所使用的內存為DDR 210使用的是DDR2 2440使用的是SDRAM,關于他們之間的區分，我在之前的文章中ok6410內存及啟動流程簡單介紹過，有興趣的可以看看。

1. 地址空間

S3C6410處理器擁32位地址總線，其尋址空間為4GB。其中高2GB為保存區，低2GB區域又可劃分為兩部份：主存儲區和外設區。
這里寫圖片描述
外設區主要是與6410寄存器相干，在核心初始化—外設基地址初始化中，有說明外設的寄存器的基地址為0x70000000
這里寫圖片描述
下面則是主存儲區的地址散布，在之前的課程中有介紹，現在貼出來加強理解
這里寫圖片描述
主存儲區可以分為

  • Boot鏡像區
  • 內部存儲區
  • 靜態存儲區
  • 保存區
  • 動態存儲區

這里寫圖片描述

啟動鏡像區

這個區域并沒有固定的存儲介質與之對應，也就是沒有實際的映照內存。但是可以把不同的啟動介質的地址映照到該區域。比如說選擇了IROM 啟動方式后，就把IROM映照到該區域。這在之前有介紹過。

內部存儲區

這個區域對應著內部的內存地址，iROM和SRAM都是散布在這個區間。0x08000000~0x0bffffff對應著內部ROM，但是IROM實際只有32KB，選擇從IROM啟動的時候，首先運行就是這里面的程序BL0，這部份代碼由3星固化。0x0c000000~0x0fffffff對應內部SRAM，實際就是8KB的Steppingstone。

靜態存儲區

這個區域用于訪問掛在外部總線上的裝備，比如說NOR flash、oneNand等。這個區
域被分割為6個bank，每一個bank為128MB，數據寬度最大支持16bit，每一個bank由片選Xm0CS[0]~Xm0CS[5] 選中。

動態存儲區

該區域從0x50000000~0x6fffffff，又分為2個區間，分別占256MB，可以片選Xm1CS[0]~Xm1CS[1]來進行著2個區間的選擇。我們6410開發板上256MB的DDR內存就安排在這個區域，這也就是為何6410的內存地址是從0x50000000開始的緣由。

2. 6410內存芯片連接

這里寫圖片描述
如上圖可以看到，6410的內存是由兩塊128MB的內存芯片連接而成，除每一個芯片的16位數據位不同，其他均相同。

3.內存初始化編程

這里寫圖片描述
根據上面的DRAM控制器初始化流程，可以得到以下步驟：

  • 1.配置memc_cmd 使DRAM控制器進入 config 狀態
  • 2.寫 內存時序 芯片配置 id配置等寄存器
  • 3.等待200奧妙，使SDRAM電壓和時鐘進入穩定狀態，但是當cpu工作的時候，已進入穩定的狀態，因此這1步可以不做
  • 4.履行內存初始化
  • 5.配置memc_cmd 使DRAM控制器進入 ready 狀態
  • 6.檢查 memc_stat 是不是為2b01

step1

這里寫圖片描述

根據上面的圖，可知需要設置[2:0]位設置位0b100便可

ldr r0,=0x7e001004 mov r1,#0x4 str r1,[r0]

step2

這1步驟的主要流程在6410的手冊中并沒有找到具體的進程，因此主要參考內存芯片手冊和uboot相干步驟寫的。

ldr r0, =0x7e001010 @刷新寄存器地址 ldr r1, =( ( 7800 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ) ) @設置刷新時間 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001014 @CAS latency寄存器 mov r1, #(3 << 1) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001018 @t_DQSS寄存器 mov r1, #0x1 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00101c @T_MRD寄存器 mov r1, #0x2 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001020 @t_RAS寄存器 ldr r1, =( ( 45 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001024 @t_RC寄存器 ldr r1, =( ( 68 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001028 @t_RCD寄存器 ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00102c @t_RFC寄存器 ldr r1, =( ( 80 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001030 @t_RP寄存器 ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001034 @t_rrd寄存器 ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001038 @t_wr寄存器 ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) @ ldr r2, [r0] str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00103c @t_wtr寄存器 mov r1, #0x07 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001040 @t_xp寄存器 mov r1, #0x02 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001044 @t_xsr寄存器 ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001048 @t_esr寄存器 ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00100c @內存控制配置寄存器 ldr r1, =0x00010012 @配置控制器 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00104c @32位DRAM配置控制寄存器 ldr r1, =0x0b45 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001200 @片選寄存器 ldr r1, =0x150f8 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001304 @用戶配置寄存器 mov r1, #0x0 str r1, [r0]

step3

等待200μs 來使SDRAM 電源和時鐘穩定。當 CPU 開始工作時，電源和時鐘已被穩定下來因此過剩 不做。

step4

下面是step4 內存初始化中的各個步驟
這里寫圖片描述

step4.1

這里寫圖片描述
根據上圖，使[19：18]位為0b011便可滿足要求，因此轉化為16進制為0xc0000

ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0xc0000 str r1,[r0]

step4.2

根據上圖，使[19：18]位為0b000便可滿足要求

ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0x0 str r1,[r0]

step4.3 step4.4

4.3 和 4.4 為相同的操作，履行兩遍

這里寫圖片描述
根據上圖，使[19：18]位為0b001便可滿足要求，因此轉化為16進制為0x40000

ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0x40000 str r1,[r0] ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0x40000 str r1,[r0]

step4.5

參考自uboot源碼

ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0xa0000 str r1,[r0]

step4.6

參考自uboot源碼

ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0x80032 str r1,[r0]

step5

這里寫圖片描述
如上圖所示，需要設置[2:0]位0b000便可，

ldr r0,=0x7e001004 mov r1,#0x0 str r1,[r0]

step6

這里寫圖片描述
根據上圖，需要設置其為ready狀態，即[1：0]為0b10

check_ready: ldr r0,=0x7e001000 ldr r1,[r0] mov r2,#0x3 and r1,r1,r2 @將r1與r2進行位與操作 cmp r1,#0x1 @與0x1進行比較 bne check_ready @不相等，跳轉到check_ready

step7

在代碼設置之前，需要設置DDR的管腳為數據管腳，要設置第2塊內存芯片的數據引腳，以下所示
這里寫圖片描述

這里寫圖片描述

ldr r0,=0x7e00f120 @設置為數據引腳 mov r1,#0x0 str r1,[r0]

以下是全部代碼片斷：

Makefile

all: start.o mem.o arm-linux-ld -Tgboot.lds -o gboot.elf $^ arm-linux-objcopy -O binary gboot.elf gboot.bin %.o : %.S arm-linux-gcc -g -c $^ %.o : %.c arm-linux-gcc -g -c $^ .PHONY: clean clean: rm *.o *.elf *.bin

start.S

@**************************** @name: start.S @by : stone @time: 2016.6.26 @function: @ 異常向量表 @ 設置SVC模式 @ 關閉看門狗 @ 關閉中斷 @ 關閉MMU @ 外設基地址初始化 @ 點亮LED @ 時鐘初始化 @ 內存初始化 @**************************** .text .global _start @將_start聲明為全局變量 _start: b reset ldr pc, _undefined_instruction ldr pc, _software_interrupt ldr pc, _prefetch_abort ldr pc, _data_abort ldr pc, _not_used ldr pc, _irq ldr pc, _fiq _undefined_instruction: .word undefined_instruction _software_interrupt: .word software_interrupt _prefetch_abort: .word prefetch_abort _data_abort: .word data_abort _not_used: .word not_used _irq: .word irq _fiq: .word fiq undefined_instruction: @處理未定義指令異常 nop software_interrupt: @軟中斷 nop prefetch_abort: @預取指令異常 nop data_abort: @數據訪問異常 nop not_used: @空位 nop irq: @中斷 nop fiq: @快速中斷 nop reset: @reset bl set_svc @設置為SVC模式 bl set_peri_port @外設基地址初始化 bl disable_watchdog @關閉看門狗 bl disable_interrupt @關閉中斷 bl disable_mmu @關閉mmu bl init_clock @時鐘初始化 bl mem_init @內存初始化 bl light_led @點亮LED set_svc: mrs r0, cpsr @將值取出cpsr寄存器 bic r0, r0, #0x1f @將后5位 即M[4:0]清零 orr r0, r0, #0xd3 @0b10011 轉化為16進制為0x13 同時為了屏蔽irq和fiq，可以將其設置為0b11010011即0xd3 msr cpsr, r0 @將值送回cpsr寄存器 mov pc, lr @返回 set_peri_port: ldr r0, =0x70000000 @基地址 orr r0, r0, #0x13 @256MB mcr p15,0,r0,c15,c2,4 @寫入cp15 mov pc, lr #define pwTCON 0x7E004000 @WTCON寄存器 disable_watchdog: ldr r0, =pwTCON @把地址裝載到R0 mov r1, #0x0 @置0,關閉看門狗 str r1,[r0] mov pc,lr disable_interrupt: mvn r1,#0x0 @0x0 取反，給r1 ldr r0,=0x71200014 @VIC0 str r1,[r0] ldr r0,=0x71300014 @VIC1 str r1,[r0] mov pc,lr disable_mmu: mcr p15,0,r0,c7,c7,0 @使ICACHE 和DCACHE 無效 mrc p15,0,r0,c1,c0,0 @read control register bic r0,r0,#0x00000007 @mmu 和 dcache置零 mcr p15,0,r0,c1,c0,0 @write control register mov pc,lr #define CLK_DIV0 0x7e00f020 #define CLK_SRC 0x7e00f01c #define OTHERS 0x7e00f900 #define MPLL_CON 0X7E00F010 #define APLL_CON 0X7E00F00c #define PLL_VAL ((1<<31)|(266<<16)|(3<<8)|(1<<0)) #define DIV_VAL ((0X0<<0)|(0X1<<9)|(0X1<<8)|(0X3<<12)) init_clock: ldr r0,=CLK_DIV0 @設置分頻系數 ldr r1,=DIV_VAL str r1,[r0] ldr r0,=OTHERS @設置異步工作模式 第7位為0 第6位為0(時鐘選擇器) ldr r1,[r0] bic r1,r1,#0xc0 str r1,[r0] ldr r0,=APLL_CON @APLL設置為533Mhz ldr r1,=PLL_VAL str r1,[r0] ldr r0,=MPLL_CON @MPLL設置為533Mhz ldr r1,=PLL_VAL str r1,[r0] ldr r0, =CLK_SRC @選擇時鐘源為APLL MPLL還是外部 mov r1, #0x3 @APLL MPLL str r1, [r0] mov pc,lr #define GPMCON 0x7F008820 @控制寄存器 #define GPMDAT 0x7F008824 @數據寄存器 light_led: ldr r0,=GPMCON ldr r1,=0x1111 @輸出模式 str r1,[r0] ldr r0,=GPMDAT ldr r1,=0x00 @低電平點亮 str r1,[r0] mov pc,lr

mem.S

@************************************* @name : mem.S @time : 2016/06/26 @function : 內存初始化相干代碼 @************************************ .text @代碼段 .global mem_init mem_init: ldr r0,=0x7e00f120 @設置為數據引腳 mov r1,#0x0 str r1,[r0] ldr r0,=0x7e001004 @配置寄存器 使DRAM控制器進入 config 狀態 mov r1,#0x4 str r1,[r0] ldr r0, =0x7e001010 @刷新寄存器地址 ldr r1, =( ( 7800 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ) ) @設置刷新時間 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001014 @CAS latency寄存器 mov r1, #(3 << 1) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001018 @t_DQSS寄存器 mov r1, #0x1 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00101c @T_MRD寄存器 mov r1, #0x2 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001020 @t_RAS寄存器 ldr r1, =( ( 45 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001024 @t_RC寄存器 ldr r1, =( ( 68 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001028 @t_RCD寄存器 ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00102c @t_RFC寄存器 ldr r1, =( ( 80 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001030 @t_RP寄存器 ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001034 @t_rrd寄存器 ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001038 @t_wr寄存器 ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) @ ldr r2, [r0] str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00103c @t_wtr寄存器 mov r1, #0x07 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001040 @t_xp寄存器 mov r1, #0x02 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001044 @t_xsr寄存器 ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001048 @t_esr寄存器 ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) ) str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00100c @內存控制配置寄存器 ldr r1, =0x00010012 @配置控制器 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e00104c @32位DRAM配置控制寄存器 ldr r1, =0x0b45 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001200 @片選寄存器 ldr r1, =0x150f8 str r1, [r0] ldr r0, =0x7e001304 @用戶配置寄存器 mov r1, #0x0 str r1, [r0] ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0xc0000 str r1,[r0] ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0x0 str r1,[r0] ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0x40000 str r1,[r0] ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0x40000 str r1,[r0] ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0xa0000 str r1,[r0] ldr r0,=0x7e001008 ldr r1,=0x80032 str r1,[r0] ldr r0,=0x7e001004 mov r1,#0x0 str r1,[r0] check_ready: ldr r0,=0x7e001000 ldr r1,[r0] mov r2,#0x3 and r1,r1,r2 @將r1與r2進行位與操作 cmp r1,#0x1 @與0x1進行比較 bne check_ready @不相等，跳轉到check_ready mov pc,lr

菜鳥1枚，如有毛病，多多指教。。。

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