外部存儲器接口

1、第六章第六章 外部存儲器接口外部存儲器接口(EMIF) 6.1 接口信號與控制寄存器接口信號與控制寄存器EMIF(External Memory Interface)外部存儲器接口外部存儲器接口為為DSP芯片與眾多外部設(shè)備之間提供一種連接方式，芯片與眾多外部設(shè)備之間提供一種連接方式，EMIF最常見的用途就是同時連接最常見的用途就是同時連接FLASH和和SDRAM。EMIF性能優(yōu)良，跟外部性能優(yōu)良，跟外部SDRAM和異步器件連接時，具有和異步器件連接時，具有很大的方便性和靈活性。很大的方便性和靈活性。根據(jù)根據(jù)DSP器件的不同，器件的不同，EMIF數(shù)據(jù)總線可以是數(shù)據(jù)總線可以是32位、位、16位或位

2、或8位。位。 6.1 EMIF接口信號接口信號 主要特點是：主要特點是： u系統(tǒng)需要為系統(tǒng)需要為C67x提供一個外部時提供一個外部時鐘。該外部時鐘由鐘。該外部時鐘由ECLKIN輸入輸入后會產(chǎn)生后會產(chǎn)生EMIF接口的時鐘信號接口的時鐘信號ECLKOUT。uSBSRAM接口、接口、SDRAM接口和接口和異步接口的信號合并復(fù)用。由于異步接口的信號合并復(fù)用。由于不需要進行后臺刷新，系統(tǒng)中允不需要進行后臺刷新，系統(tǒng)中允許同時具有這許同時具有這3種類型的存儲器。種類型的存儲器。uCE1空間支持所有的空間支持所有的3種存儲器接種存儲器接口?？?。u同步存儲器接口提供同步存儲器接口提供4 字突發(fā)訪字突發(fā)訪問模式

3、。問模式。uSDRAM接口更靈活，支持更廣接口更靈活，支持更廣泛的泛的SDRAM配置。配置。EMIF接口地址接口地址 雖然雖然C6000提供提供32位地址尋址能力，但是經(jīng)位地址尋址能力，但是經(jīng)EMIF直接輸直接輸出的地址信號只有出的地址信號只有EA21:2。一般情況下，。一般情況下，EA2信號對應(yīng)邏信號對應(yīng)邏輯地址輯地址A2，但這并不意味著，但這并不意味著DSP訪問外存時只能進行字訪問外存時只能進行字(32 bit)或雙字或雙字(64 bit)的存取。實際上內(nèi)部的存取。實際上內(nèi)部32位地址的最低位地址的最低23位經(jīng)譯碼后由位經(jīng)譯碼后由BEx輸出，是能夠控制字節(jié)訪問的。某些情輸出，是能夠控制字節(jié)

4、訪問的。某些情況下，況下，EA2還可能對應(yīng)最低位邏輯地址還可能對應(yīng)最低位邏輯地址A1或或A0EMIF接口寬度與字節(jié)定位接口寬度與字節(jié)定位 C67x的的EMIF可以訪問可以訪問8/16/32位寬度的存儲器，支持位寬度的存儲器，支持little-endian和和big-endian模式。最低位邏輯地址規(guī)定由模式。最低位邏輯地址規(guī)定由EA管腳輸出，管腳輸出，EMIF內(nèi)部會自動根據(jù)訪問數(shù)據(jù)的字長，將邏輯內(nèi)部會自動根據(jù)訪問數(shù)據(jù)的字長，將邏輯地址作移位調(diào)整輸出。地址作移位調(diào)整輸出。 EMIF控制寄存器控制寄存器 uEMIF接口由一組存儲器映射的寄存器進行控制與維護，接口由一組存儲器映射的寄存器進行控制與維

5、護，包括配置各個空間的存儲器類型和設(shè)置讀寫時序等。包括配置各個空間的存儲器類型和設(shè)置讀寫時序等。uGBLCTL寄存器完成對整個片外存儲空間的公共參數(shù)的寄存器完成對整個片外存儲空間的公共參數(shù)的設(shè)置，設(shè)置，CExCTL寄存器分別控制相應(yīng)存儲空間的存儲器寄存器分別控制相應(yīng)存儲空間的存儲器類型和接口時序，另外類型和接口時序，另外3個個SDRAM寄存器負(fù)責(zé)控制所有寄存器負(fù)責(zé)控制所有屬于屬于SDRAM空間的存儲接口情況空間的存儲接口情況 GBLCTL寄存器寄存器字段名稱字段名稱取值取值符號常量符號常量說明說明HOLDHOLD輸入位0LOWHOLD輸入為低，外部器件請求EMIF總線1HIGHHOLD輸入為高

6、，沒有外部總線請求HOLDAHOLDA輸出位0LOWHOLDA輸出為低，外部器件占用EMIF總線1HIGHHOLDA輸出為高，外部器件未占用EMIF總線NOHOLD外部NOHOLD使能位0DISABLE禁用NOHOLD，HOLDA輸出信號應(yīng)答HOLD輸入的請求1ENABLE使能NOHOLD，忽略HOLD輸入的請求EKENECLKOUT輸出使能位0ECLKOUT輸出為低電平1ECLKOUT輸出時鐘信號(缺省)CLK1EN對C6713、C6712C、C6711C該位必須設(shè)置為0CLK2ENCLKOUT2輸出使能位0DISABLECLKOUT2輸出為高電平1ENABLECLKOUT2輸出時鐘信號CE

7、xCTL寄存器寄存器 字段名稱字段名稱取值取值符號常量符號常量說明說明(時間單位為時鐘周期數(shù)時間單位為時鐘周期數(shù))WRSETUP0-FhOF(value)寫操作建立時間，寫觸發(fā)之前地址、片選和字節(jié)使能信號的時鐘周期數(shù)WRSTRB0-3FhOF(value)寫操作觸發(fā)時間WRHLD0-3hOF(value)寫操作保持時間，寫觸發(fā)之后地址、片選和字節(jié)使能信號的時鐘周期數(shù)RDSETUP0-FhOF(value)讀操作建立時間，讀觸發(fā)之前地址、片選和字節(jié)使能信號的時鐘周期數(shù)TA0-3hOF(value)對外部CE空間兩次訪問的最小時間間距RDSTRB0-3FhOF(value)讀操作觸發(fā)時間MTYPE

8、 0hASYNC88位異步接口1hASYNC1616位異步接口2hASYNC3232位異步接口3hSDRAM3232位SDRAM4hSBSRAM3232位SBSRAM8hSDRAM88位SDRAM9hSDRAM1616位SDRAMAhSBSRAM88位SBSRAMBhSBSRAM1616位SBSRAMRDHLD0-7OF(value)讀操作保持時間，讀觸發(fā)之后地址、片選和字節(jié)使能信號的時鐘周期數(shù)SDCTL寄存器寄存器字段名稱字段名稱取值取值符號常量符號常量說明說明SDBSZSDRAM邏輯塊的數(shù)量02Banks1個邏輯塊選擇引腳(2個邏輯塊)14Banks2個邏輯塊選擇引腳(4個邏輯塊)SDRS

9、Z0-3hSDRAM行數(shù)011ROW11個行地址引腳(每個邏輯塊2048行)1h12ROW12個行地址引腳(每個邏輯塊4096行)2h13ROW13個行地址引腳(每個邏輯塊8192行)SDCSZ0-3hSDRAM列數(shù)09COL9個列地址引腳(每行512單元)1h8COL8個列地址引腳(每行256單元)2h10COL10個列地址引腳(每行1024單元)RFEN刷新使能位，如果不使用SDRAM，確保RFEN=00DISABLE禁用SDRAM刷新1ENABLE使能SDRAM刷新INIT初始化位0NO不起作用1YES初始化SDRAMTRCD0-FhOF(value)設(shè)置SDRAM的tRCD值(單位為E

10、MIF時鐘周期數(shù))，TRCD=tRCD/tcyc-1TRP0-FhOF(value)設(shè)置SDRAM的tRP值(單位為EMIF時鐘周期數(shù))，TRP=tRP/tcyc-1TRC0-FhOF(value)設(shè)置SDRAM的tRC值(單位為EMIF時鐘周期數(shù))，TRC=tRC/tcyc-1SDTIM寄存器寄存器 字位名稱字位名稱值值使用說明使用說明XRFR0-3h控制控制SDRAM刷新次數(shù)刷新次數(shù)01次刷新次刷新1h2次刷新次刷新2h3次刷新次刷新3h4次刷新次刷新CNTR0-FFFh當(dāng)前刷新計數(shù)器的數(shù)值當(dāng)前刷新計數(shù)器的數(shù)值PERIOD0-FFFh設(shè)置刷新周期數(shù)設(shè)置刷新周期數(shù)SDEXT寄存器寄存器 字位

11、名稱字位名稱值值使用說明使用說明WR2RD01設(shè)置寫操作與讀操作之間最小的間隔時鐘周期設(shè)置寫操作與讀操作之間最小的間隔時鐘周期WR2DEAC03h設(shè)置寫操作與設(shè)置寫操作與DEAC/DCAB操作之間最小的間隔時鐘周期操作之間最小的間隔時鐘周期WR2WR01設(shè)置寫操作與寫操作之間最小的間隔時鐘周期設(shè)置寫操作與寫操作之間最小的間隔時鐘周期R2WDQM03h設(shè)置中斷讀的寫操作中，設(shè)置中斷讀的寫操作中，BEx信號要保持的最小時間信號要保持的最小時間RD2WR07h設(shè)置讀操作與寫操作之間最小的間隔時鐘周期設(shè)置讀操作與寫操作之間最小的間隔時鐘周期RD2DEAC03h設(shè)置讀操作與設(shè)置讀操作與DEAC/DCAB

12、操作之間最小的間隔時鐘周期操作之間最小的間隔時鐘周期RD2RD01設(shè)置同一設(shè)置同一CE空間上兩個讀操作之間最小的間隔時鐘周期空間上兩個讀操作之間最小的間隔時鐘周期THZP03h設(shè)置設(shè)置SDRAM的的tHZP參數(shù)參數(shù)TWR03h設(shè)置設(shè)置SDRAM的的tWR參數(shù)參數(shù)TRRD01設(shè)置設(shè)置SDRAM的的tRRD參數(shù)參數(shù)TRAS07h設(shè)置設(shè)置SDRAM的的tRAS參數(shù)參數(shù)TCL01設(shè)置設(shè)置SDRAM的的tCAS參數(shù)參數(shù)設(shè)置設(shè)置0表示表示2個個ECLKOUT周期；設(shè)置周期；設(shè)置1表示表示3個個ECLKOUT周期周期uSRAM是是Static Random Access Memory的縮寫，中文含義為靜態(tài)的

13、縮寫，中文含義為靜態(tài)隨機訪問存儲器，它是一種類型的半導(dǎo)體存儲器。隨機訪問存儲器，它是一種類型的半導(dǎo)體存儲器。“靜態(tài)靜態(tài)”是指只要是指只要不掉電，存儲在不掉電，存儲在SRAM中的數(shù)據(jù)就不會丟失。這一點與中的數(shù)據(jù)就不會丟失。這一點與DRAM不同，不同，DRAM需要進行周期性的刷新操作。需要進行周期性的刷新操作。 同時，我們不應(yīng)將同時，我們不應(yīng)將SRAM與只與只讀存儲器讀存儲器(ROM)和和Flash Memory相混淆，因為相混淆，因為SRAM是一種易失性是一種易失性存儲器，它只有在電源保持連續(xù)供應(yīng)的情況下才能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)。存儲器，它只有在電源保持連續(xù)供應(yīng)的情況下才能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)?！半S隨機訪問機訪問”

14、是指存儲器的內(nèi)容可以任意順序訪問，而不管前一次訪問的是指存儲器的內(nèi)容可以任意順序訪問，而不管前一次訪問的是哪一個位置。是哪一個位置。 uDRAM是是Dynamic RAM的縮寫，中文含義為的縮寫，中文含義為動態(tài)隨機存取存儲器，動態(tài)隨機存取存儲器，需要不斷的刷新，才能保存數(shù)據(jù)。而且是行列地址復(fù)用的，許多都有需要不斷的刷新，才能保存數(shù)據(jù)。而且是行列地址復(fù)用的，許多都有頁模式。頁模式。SDRAM：Synchronous DRAM，即數(shù)據(jù)的讀寫需要時鐘，即數(shù)據(jù)的讀寫需要時鐘來同步。來同步。 u一個是靜態(tài)的，一個是動態(tài)的，靜態(tài)的是用的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來保存信一個是靜態(tài)的，一個是動態(tài)的，靜態(tài)的是用的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)

15、器來保存信息，而動態(tài)的是用電子，要不時的刷新來保持。息，而動態(tài)的是用電子，要不時的刷新來保持。uDRAM容量大，容量大，SRAM容量小容量小 6.2 SDRAM接口設(shè)計接口設(shè)計 SDRAM的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)接口信號與接口信號與SDRAM配置配置對對SDRAM的讀寫，需要依次分別給出行地址的讀寫，需要依次分別給出行地址(row)和列地和列地址址(column) SDRAM的控制的控制EMIF所支持的所支持的SDRAM控制命令控制命令 命令命令功能功能DCABDeactivate，關(guān)閉所有的存儲器，也稱為prechargeDEAC關(guān)閉單個存儲體ACTV激活所選的存儲體，并選擇存儲器的某一行READ輸入起

16、始的列地址，開始讀操作W RT輸入起始的列地址，開始寫操作MRSMode Register Set，設(shè)置模式寄存器REFRRefresh，使用內(nèi)部地址自動進行周期性刷新ACTV命令命令 ACTV命令的作用是激活存儲器中的相關(guān)頁，以盡量降低后續(xù)訪問的延遲。命令的作用是激活存儲器中的相關(guān)頁，以盡量降低后續(xù)訪問的延遲。每次讀每次讀/寫寫SDRAM中新的一行之前，中新的一行之前，EMIF會自動發(fā)出會自動發(fā)出ACTV命令。命令。READ 讀命令讀命令 對對SDRAM的突發(fā)訪問，讀取的突發(fā)訪問，讀取3個數(shù)據(jù)個數(shù)據(jù) WRT 寫命令寫命令 對對SDRAM寫寫3個數(shù)據(jù)個數(shù)據(jù) EMIF與與SDRAM的接口時序由的

17、接口時序由SDCTL、SDTIM和和SDEXT寄存器寄存器控制，如何設(shè)置上述時間參數(shù)，需要用戶去查看具體控制，如何設(shè)置上述時間參數(shù)，需要用戶去查看具體SDRAM芯芯片的器件手冊片的器件手冊 接口時序的設(shè)計接口時序的設(shè)計 參數(shù)參數(shù)說明說明ECLKOUT時鐘時鐘周期數(shù)周期數(shù)tRCREFR命令到ACTV、MRS或是下一個REFR命令之間的時間TRC+1tRCDACTV命令到READ或WRT命令之間的時間TRCD+1tRPDCAB/DEAC命令到ACTV、MRS、REFR命令之間的時間TRP+1tCLSDRAM的CAS延遲時間TCL+2tRASACTV命令到DCAB/DEAC命令之間的時間TRAS+1

18、tRRDACTV 塊A到ACTV 塊B之間的時間TRRD+2tWRC6000最后一個輸出數(shù)據(jù)到DCAB/DEAC命令之間的時間TWR+1tHZPDCAB/DEAC命令到SDRAM輸出高阻之間的時間THZP+1接口時序的設(shè)計接口時序的設(shè)計 外部存儲器讀寫示例外部存儲器讀寫示例程序類型：程序類型：u匯編程序匯編程序u直接寄存器操作的直接寄存器操作的C語言程序語言程序u基于基于CSL的的C語言程序語言程序u基于基于DSP/BIOS的的C語言程序語言程序SDRAM 讀寫示例讀寫示例 示例示例06016.3 異步接口設(shè)計異步接口設(shè)計EMIF異步接口提供了4個控制信號，這4個控制信號可以通過不同的組合實現(xiàn)

19、與不同類型異步器件的無縫接口(glueless interface)。EMIF 異步讀時序異步讀時序u建立時間：從存儲器訪問周期開始(片選、地址有效)到讀/寫選通有效之前u觸發(fā)時間：讀/寫選通信號從有效到無效u保持時間：從讀/寫信號無效到該訪問周期結(jié)束EMIF 異步寫時序異步寫時序EMIF 異步讀時序異步讀時序序號序號時序參數(shù)時序參數(shù)說明說明最小最小(ns)最大最大(ns)1tosu輸出建立時間RS*E-1.72toh輸出保持時間RH*E-1.73tsu建立時間6.54th保持時間15td延遲時間1.578tosu輸出建立時間WS*E-1.79toh輸出保持時間WH*E-1.710td延遲時間

20、1.5711tosu輸出建立時間(WS-1)*E-1.7表中RS為讀建立時間，RST為讀觸發(fā)時間，RH為讀保持時間，WS為寫建立時間，WST為寫觸發(fā)時間，WH為寫保持時間，E為ECLKOUT周期 參數(shù)參數(shù)說明說明W_SETUP/R_SETUP 讀讀/寫建立時間寬度寫建立時間寬度W_STROBE/R_STROBE 讀讀/寫觸發(fā)時間寬度寫觸發(fā)時間寬度W_HOLD/R_HOLD 讀寫保持時間寬度讀寫保持時間寬度MTYPE 異步器件數(shù)據(jù)總線寬度異步器件數(shù)據(jù)總線寬度MTYPE = 0時選擇時選擇8位總線位總線MTYPE = 1時選擇時選擇16位總線位總線MTYPE = 2時選擇時選擇32位總線位總線配置

21、配置ASIZE位確定了位確定了EM_A和和EM_BA引腳的功能引腳的功能CE1CTL控制寄存器控制寄存器FLASH 的讀時序的讀時序參數(shù)參數(shù)描述描述速度等級速度等級(ns)70R8090120tRC讀循環(huán)時間708090120tACC地址到輸出延遲708090120tCE芯片使能到輸出延遲708090120tOE輸出使能到輸出延遲30303550tDF芯片使能到輸出高阻態(tài)25253030tDF輸出使能到輸出高阻態(tài)25253030tOEH輸出使能保持時間讀0觸發(fā)器和數(shù)據(jù)輪詢10tOH來自地址的輸出保持時間0FLASH 的讀時序的讀時序數(shù)據(jù)是在Strobe階段結(jié)束，ARE信號變高之前的時鐘上升沿處

22、被DSP讀取，因此可以得出讀操作中CE1空間控制寄存器有關(guān)參數(shù)設(shè)定的3個限制條件，設(shè)EMIF時鐘頻率為100MHz，得時鐘周期E為10ns，則計算如下：uSetup+Strobe(tacc(f)+tsu+tdmax)/E=(90+6.5+7)/10=10.3uSetup+Strobe+Holdtrc(f)/E=90/10=9uHold(th-toh(f)/E=(1-0)/10=0.1一般Setup可取1，這樣由第1個條件便可以得出Strobe的值為10；再由第2和第3個條件得到Hold的值為1。FLASH 的寫時序的寫時序 FLASH 的寫時序的寫時序 參數(shù)參數(shù)描述描述速度等級速度等級(ns)

23、70R8090120tWC寫循環(huán)時間708090120tAS地址建立時間0tAH地址保持時間45454550tDS數(shù)據(jù)建立時間35354550tDH數(shù)據(jù)保持時間0tOES輸出使能建立時間0tGHWL在寫之前的讀恢復(fù)時間0tCSCE#建立時間0tCHCE#保持時間0tWP寫脈沖寬度35353550tWPH寫脈沖寬度(高電平)30tWHWH1程序操作字節(jié)9s字11stWHWH2扇區(qū)刪除操作0.7tVCSVCC建立時間50stRBRY/BY的復(fù)位時間0tBUSY有效的程序/刪除到RY/BY復(fù)位90FLASH 的寫時序的寫時序 對于寫操作，Setup、Strobe和Hold這3個參數(shù)可以依照下面的條件

24、來確定：uStrobetwp(f)/E=35/10=3.5uSetupStrobetwph(f)/E=30/10=3uSetup+Strobe+Holdtwc(f)/E=90/10=9Setup值和Hold值均取1，則Strobe的值為7因此得到CE1CTL控制寄存器各字段的值，MTYPE設(shè)為2對應(yīng)32位異步接口。uRDSETUP = 1 WRSETUP = 1uRDSTRB = 10 WRSTRB = 7uRDHLD = 1 WRHLD = 1 泰克混合示波器泰克混合示波器 MSO4104 TektronixCE1 寫時序?qū)憰r序 EMIF=50MHzCE1CTL = 0 x21228422

25、CE1 寫時序?qū)憰r序 EMIF=50MHzCE1CTL = 0 x21228422 命令順序命令順序第第1寫周期寫周期第第2寫周期寫周期第第3寫周期寫周期第第4寫周期寫周期第第5寫周期寫周期第第6寫周期寫周期地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)地址地址數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寫入字寫入字5555H AAH 2AAAH 55H 5555H A0H 寫入地址寫入地址Data 扇區(qū)擦除扇區(qū)擦除5555H AAH 2AAAH 55H 5555H 80H 5555H AAH 2AAAH 55H SAX30H 塊擦除塊擦除5555H AAH 2AAAH 55H 5555H 80H 5555H AAH 2AAAH 55H BAX 50H 芯片擦除芯片擦