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2021年09月18日 | s3c2440内存类设备访问原理
2021-09-18 来源：eefocus
在嵌入式里面所谓内存类接口有SDRAM接口，NORFLASH接口，DM9000网卡接口等 ，他们都有一个共同点就是可以直接连S3C2440内存控制器，数据总线，地址总线；这三者缺一不可。
内存类接口可以通过地址直接访问内部数据，当然他们都有自己的一段可访问的地址范围。S3C2440将其1G地址空间划分为8个bank，每个bank有128M，所以芯片提供了8个片选信号线，每个片选信号线对应一个bank，一个片选信号连接一个设备，所以每个设备可访问的地址的范围是128M空间，128M=2的27次方个字节，所以芯片上面的地址线只有27跟，最大只能到A26。理论上32位的CPU应该有32跟地址线，因为最大可以到0xffffffff=2的32次方=4G，但S3C2440的设计只有1G的地址空间，其他的都保留了，这1G的空间又被砍成了8块，所以每块就只能分得128M=27跟地址线的操作空间，也可以以这么理解：这8个片选信号在芯片内部通过A27-A29这三根地址信号经过3-8译码器译码所得。
S3C2440有两种启动方式：NOR和NAND方式；
如果是NOR启动，那么NORFLASH的片选必须接CS0片选，因为系统启动是从0地址开始执行的；这种方式下里面的内部4K sram可用作其他用途，其起始地址为0x40000000。
如果是NAND启动，那么CS0片选则不能接其他设备，因为这个时候BANK0的地址已经被SRAM映射了。
再来看BANK67，这两个块芯片规定给内存使用的，每个可以放128M，连起来最多可以放256M的内存，而且BANK6跟BANK7的内存大小必须一样，因为扩充一个BANK，芯片内部必须加一根地址线去访问，所以内存必须是相同的。
其他的BANK1-5都随便放什么设备了，比如网卡。
当我们需要操作在某个bank里面的地址空间的时候，内存控制器对这个bank对应的cs信号线自动使能的，不需要软件单独去使能的（不像操作IIC总线外设的CS信号）。
这里以SDRAM为例讲讲原理：
这里有两个芯片，有数据总线，地址总线和存储控制信号线；
先看数据总线可以知道，每个芯片占16BIT，所以可以知道他们分别存放32BIT数据的低16位和高16位。
再来看地址线，控制器的A2地址接存储芯片的A0地址，为什么存在这种不对应性？
因为CPU认为1个地址对应1个字节，而这个图里面的一个SDRAM 1个地址对应的是16BIT，两个SDRAM加起来就是32BIT，所以一个地址对应4个字节；从图上可以看出2440地址最小接A2，所以每加一个地址就可以滚动4个字节，而存储器上前面分析了每加一个地址滚动4个字节，这样才能对应起来。所以32BIT设备的最小操作单位是4个字节，不管是读还是写，但是SDRAM不同于其他设备，他通过DQM信号线的控制，DQM就是掩码控制位，在sdram中每个DQM控制8bit Data，在读操作的时候没什么大的影响，比如读32位的sdram module，但只要其中低8bit的数据，没有关系，只要读出32bit数据，再在软件里将高24位bit和0“与”就可以了，有没有DQM关系不大，但在执行写操作时如果没有DQM就麻烦了，可能在软件上是写一个8bit数据，但实际上32根数据线是物理上连接到SDRAM的，只要WR信号一出现，这32位就会写sdram中去，高24bit数据就会被覆盖。通过使用DQM就可以将其对应的8bit屏蔽，不会因为写操作而覆盖数据了。这样就达到读写一个字节数据的目的了。而NORFLASH就没有这样的接口，所以他不能像SDRAM一样写数据，要写数据必须先读出来，再修改，再写进去。
再来看下为什么BA0与BA1为什么接CPU A24，25？
可以直接去看S3C2440的芯片手册告诉我们怎么接，但原理都是一样的；这个SDRAM的大小是32M，前面分析了一个BANK是128M，最大地址线可到A26，那么A25是64M，A24是32M，依此类推，我们这里挂了两块SDRAM，总大小64M，所以最大地址线是A25，然后是A24，连上BA0，BA1刚好对应这两根地址线的00 01 10 11可以控制SDRAM的4个块（最大单位），其他行列信号由低位地址线去控制了，行列地址线是共用的，通过RAS与CAS区别。
如果我们知道了行列的地址线宽，是否能算出SDRAM的存储大小？
我们使用的是16MX16的SDRAM，所以行地址有13跟，列地址有9跟，共22跟，这里2的22次方=4M 字节，然后还有A24与A25两根控制4个块，就有4Mx4=16M地址空间，再看数据总线16BIT，一个地址访问两个字节，所以就有16MX2个字节=32M 字节。
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