[ARM笔记]存储控制器及其访问外设的原理

1. S3C2410/S3C2440地地址空间

S3C2410/S3C2440对外引出的27根地址线ADDR0~ADDR26的访问范围只有128MB，那么是如何达到1GB的空间的呢?CPU对外还引出了8根片选信号nGCS0~nGCS7，对应于BANK0~BANK7，当访问BANKx的地址空间时，nGCSx引脚输出低电平用来选中外接的设备。这样，每个nGCSx对应128MB的地址空间，8个nGCSx信号总共就对应了1GB的地址空间。这8个BANK的地址空间如：http://weimenlove.blog.163.com/blog/static/17775473201101013847857/

S3C2410/S3C2440作为32位的CPU，可以使用的地址范围理论上可达到4GB。除去上述用于连接外设的1GB的地址空间外，还有一部分是CPU内部寄存器的地址，剩下的地址空间没有使用。注意：这里的地址指的是物理地址。

2. 存储控制器与外设的关系

所以要确定一个器件的地址，首先看它位于哪个Bank区，再看它连在Addr[26:0]地址线所确定的地址，将该区的起始值和它的地址线地址相加即得该器件的地址。

BANK0~BANK5的连接方式类似，BANK6连接SDRAM时复杂一点，CPU提供了一组用于SDRAM的信号。

1) SDRAM时钟有效信号SCLK;

2) SDRAM时钟信号SCLK0/SCLK1;

3) 数据掩码信号DQM0/DQM1/DQM2/DQM3;

4) SDRAM片选信号nSCS0(它与nGCS6是同一引脚的两个功能);

5) SDRAM行地址选通脉冲信号nSRAS;

6) SDRAM列地址选通脉冲信号nSCAS;

7) 写允许信号nWE(它不是专用于SDRAM)。

SDRAM的内部是一个存储阵列，阵列就如同表格一样，将数据“填”进去。和表格的检索原理一样，先指定一个行(Row)，再指定一个列(Column)，就可以准确地找到所需要的单元格，这就是SDRAM寻址的基本原理。这个单元格被称为存储单元，这个表格(存储阵列)就是逻辑Bank(Logic Bank，下文简称L-Bank)，SDRAM一般含有4个L-Bank。

可以想象，对SDRAM的访问可以分为如下4个步骤：

1)CPU发出的片选信号nSCS0有效，它选中SDRAM芯片。

2)SDRAM中有4个L-Bank，需要两根地址信号来选中其中一个，如图中所示的是用ADD24、ADD25作为L-Bank的片选信号。

3)对被选中的芯片进行统一的行/列(存储单元)寻址。

根据SDRAM芯片的列地址线数目设置CPU的相关寄存器后，CPU就会从32位的地址中自动分出L-Bank选择信号、行址址信号、列地址信号，然后先后发出行地址信号、列地址信号。L-Bank选择信号在发出行地址信号的同时发出，并维持到列地址信号结束。

在图中，行地址、列地址共用地址线ADD2~ADD14(BANK6的位宽为32，ADDR0/1没有使用)，使用nSRAS、nSCAS两个信号来区分它们。如上图中，使用两根地址线Addr24、Addr25作为L-Bank的选择信号;HY57V561620使用13根行地址，9根列地址，所以当nSRAS信号有效时，ADDR2~ADDR14上发出的是行地址信号，它对应32位地址空间的bit[23:11];当nSCAS信号有效时，ADDR2~ADDR10上发出的是列地址信号，它对应32位地址空间的bit[10:2];由于Bank6以32位的宽度外接SDRAM，ADDR0、ADDR1恒为0，不参与译码。

又因为Bank6的起始地址为0x3000_0000，所以SDRAM的访问地址为0x3000_0000~0x33ff_ffff，共64MB(2片*(4*Bank*2^22)*16bit)。