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STMCU小助手发布时间：2021-12-11 12:00

技术帖
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文章简介:	SDRAM英文名是 Synchronous Dynamic Random Access Memory ，即同步动态随机存储器，相较于 SRAM(静态存储器) SDRAM 具有：容量大和价格便宜的特点。

SDRAM
SDRAM英文名是 Synchronous Dynamic Random Access Memory ，即同步动态随机存储器，相较于 SRAM(静态存储器) SDRAM 具有：容量大和价格便宜的特点。
STM32F767 支持 SDRAM ，我们可以外挂 SDRAM ，从而大大降低外扩内存的成本，如下SDRAM 型号为： W9825G6KH 的结构框图。

一个SDRAM 芯片内部，一般又有4 个存储单元（BANK），所以，在SDRAM 内部寻址的时候，先指定BANK 号和行地址，然后再指定列地址，就可以查找到目标地址。
SDRAM信号线
寻址的时候，首先RAS 信号为低电平，选通行地址，地址线A0~A12 所表示的地址，会被传输并锁存到行地址译码器里面，最为行地址，同时BANK地址线上面的BS0，BS1 所表示的BANK地址，也会被锁存，选中对应的BANK，然后，CAS 信号为低电平，选通列地址，地址线A0~A12 所表示的地址，会被传输并锁存到列地址译码器里面，作为列地址，这样，就完成了一次寻址。

存储单元

存储结构
W9825G6KH 的存储结构为：行地址：8192 个；列地址：512 个；BANK 数：4 个；位宽：16 位；这样，整个芯片的容量为：81925124*16=32M 字节。

数据传输
在完成寻址以后，数据线DQ0~DQ15 上面的数据会通过数据控制逻辑写入（或读出）存储阵列。
特别注意：因为SDRAM 的位宽，可以达到32 位，也就是最多有32 条数据线，在实际使用的时候，我们可能会以：8 位、16 位、24 位和32 位等宽度来读写数据，这样的话，并不是每条数据线，都会被使用到，未被用到的数据线上面的数据，必须被忽略，这个时候就需要用到数据掩码DQM 线来控制了，每一个数据掩码线，对应8 个位的数据，低电平表示对应数据位有效，高电平表示对应数据位无效。
W9825G6KH中，假设以8 位数据访问，我们只需要DQ0 ~DQ7 的数据，而DQ8~DQ15的数据需要忽略，此时，我们只需要设置LDQM 为低电平，UDQM 为高电平，就可以了。
控制命令

' c ^/ t8 S. ~' A; A9 O- [+ g9 d$ s% d
空操作命令
NO-Operation，空操作命令，用于选中SDRAM，防止SDRAM接受错误的命令，为接下来的命令发送做准备。

激活命令
Active，激活命令，该命令必须在读写操作之前被发送，用于设置所需要的Bank和行地址（同时设置这2个地址），Bank地址由BS0，BS1（也写作BA0，BA1，下同）指定，行地址由A0~A12指定

读写命令
Read/Write，读/写命令，在发送完激活命令后，再发送列地址就可以完成对SDRAM的寻址，并进行读写操作了，读/写命令和列地址的发送，是通过一次传输完成的。列地址由 A0~A9 指定， WE 信号控制读写命令，高电平表示读命令，低电平表示写命令。

预充电命令
Precharge，预充电指令，用于关闭Bank中所打开的行地址。由于SDRAM的寻址具体独占性，所以在进行完读写操作后，如果要对同一Bank的另一行进行寻址，就要将原来有效（打开）的行关闭，重新发送行/列地址。Bank关闭现有行，准备打开新行的操作就叫做预充电（Precharge）。
预充电命令可以通过独立的命令发送，也可以在每次发送读写命令的时候，使用地址线A10 ，来设置自动预充电。在发送读写命令的时候，当 A10=1 ，则使能所有 Bank 的预充电，在读写操作完成后，自动进行预充电。这样，下次读写操作之前，就不需要再发预充电命令了，从而提高读写速度。

刷新命令
Refresh，刷新命令，用于刷新一行数据。SDRAM里面存储的数据，需要不断的进行刷新操作才能保留住，因此刷新命令对于SDRAM来说，尤为重要。预充电命令和刷新命令，都可以实现对 SDRAM 数据的刷新，不过预充电仅对当前打开的行有效（仅刷新当前行），而刷新命令，则可以依次对所有的行进行刷新操作。
总共有两种刷新操作：自动刷新（Auto Refresh ）和自我刷新（Self Refresh ），在发送 Refresh
命令时，如果 CKE 有效（高电平），则使用自动刷新模式，否则使用自我刷新模式。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。
自动刷新：SDRAM 内部有一个行地址生成器（也称刷新计数器）用来自动的依次生成要
刷新的行地址。由于刷新是针对一行中的所有存储体进行，所以无需列寻址。刷新涉及到所有
Bank ，因此在刷新过程中，所有 Bank 都停止工作，而每次刷新所占用的时间为 9 个时钟周期
PC133 标准），之后就可进入正常的工作状态，也就是说在这 9 个时钟期间内，所有工作指
令只能等待而无法执行。刷新操作必须不停的执行，完成一次所有行的刷新所需要的时间，称
为刷新周期，一般为 64ms 。显然，刷新操作肯定会对 SDRAM 的性能造成影响，但这是没办法
的事情，也是 DRAM 相对于 SRAM （静态内存，无需刷新仍能保留数据）取得成本优势的同
时所付出的代价。
自我刷新：主要用于休眠模式低功耗状态下的数据保存，在发出自动刷新命令时，将CKE置于无效状态（低电平），就进入了自我刷新模式，此时不再依靠系统时钟工作，而是根据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（无需外部提供刷新指令），只有重新使 CKE 有效（高电平）才能退出自刷新模式并进入正常操作状态。

设置模式寄存器命令
Mode Register Set，设置模式寄存器命令。SDRAM芯片内部有一个逻辑控制单元，控制单元的相关参数由模式寄存器提供，我们通过设置模式寄存器命令，来完成对模式寄存器的设置，这个命令在每次对SDRAM进行初始化的时候，都需要用到。

Burst Length突发长度模式（简称 BL ），通过 A0~A2 设置，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。
前面我们说的读写操作，都是一次对一个存储单元进行寻址，如果要连续读写就还要对当前存储单元的下一个单元进行寻址，也就是要不断的发送列地址与读写命令（行地址不变，所以不用再对行寻址）。虽然由于读写延迟相同可以让数据的传输在 I/O 端是连续的，但它占用了大量的内存控制资源，在数据进行连续传输时无法输入新的命令，效率很低。
为此，人们开发了突发传输技术，只要指定起始列地址与突发长度，内存就会依次地自动对后面相应数量的存储单元进行读写操作而不再需要控制器连续地提供列地址。这样，除了第一个数据的传输需要若干个周期外，其后每个数据只需一个周期的即可获得。
非突发连续读取模式：不采用突发传输而是依次单独寻址，此时可等效于BL=1 。虽然可以让数据是连续的传输，但每次都要发送列地址与命令信息，控制资源占用极大。
突发连续读取模式：只要指定起始列地址与突发长度，寻址与数据的读取自动进行，而只要控制好两段突发读取命令的间隔周期（与 BL 相同）即可做到连续的突发传输。至于 BL 的数值，也是不能随便设或在数据进行传输前临时决定，而是在初始化的时候，通过模式寄存器设置命令，进行设置。
目前可用的选项是 1 、 2 、 4 、 8 、全页（ Full Page ），常见的设定是 4 和 8 。若传输长度小于突发长度，则需要发送 Burst Stop（停止突发）命令，结束突发传输。
Addressing Mode，突发访问的地址模式，通过 A3 设置，可以设置为： Sequential （顺序
或 Interleave （交错）。顺序方式，地址连续访问，而交错模式则地址是乱序的，一般选择连续模式。
CAS Latency列地址选通延迟（简称 CL ）。在读命令（同时发送列地址）发送完之后需要等待几个时钟周期， DQ 数据线上的数据，才会有效，这个延迟时间，就叫 CL ，一般设置为 2/3 个时钟周期。
特别注意：列地址选通延迟（CL ），仅在读命令的时候有效果，在写命令的时候，并不需要这个延迟。
Write Mode即写模式，用于设置单次写的模式，可以选择突发写入或者单次写入。

初始化
初始化分为五个步骤
1.上电
给SDRAM供电，是能CLK，并发送NOP(No Operation命令)，上电后至少要等待200us，再发送其他命令。
2.发送预充电命令
发送预充电命令，给所用BANK预充电
3.发送自动刷新命令
至少要放松8次自动刷新命令，每一次自动刷新命令之间的时间间隔为tRC
4.设置寄存器模式
发送模式寄存器的值，配置SDRAM的工作参数，配置完成后，需要等待tMRD(也叫tRSC)，使模式寄存器的配置生效，才能发送其他命令
5.完成
经过前面四个步骤，SDRAM的初始化就完成了，接下来就可以发送激活命令和读写命令进行数据的读写了。

写操作
1.发送激活命令
此命令同时设置行地址和BANK地址，发送该命令后，需要等待tRCD时间，才可以发送写命令
2.发送写命令
在发送完激活命令，并等待tRCD后，发送写命令，该命令同时设置列地址，完成对SDRAM的寻址。同时，将数据通过DQ数据线，存入SDRAM
3.使能自动预充电
在发送写命令的同时，拉高A10地址线，使能自动预充电，以提高读写效率
4.执行预充电
预充电在发送激活命令的tRAS时间后启动，并且需要等待tRP时间
5.完成一次数据写入
至此完成了一次数据写入操作，发送第二个激活命令，启动下一次数据传输。
5 o2 D- `) p8 q( K4 ]/ b7 Q% L& u
读操作
1.发送激活命令
此命令同时设置行地址和BANK地址，发送该命令后，需要等待tRCD时间，才可以发送写命令
2.发送读命令
在发送完激活命令，并等待tRCD 后，发送读命令，该命令同时设置列地址，完成对 SDRAM的寻址。读操作还有一个 CL 延迟（ CAS Latency ），所以需要等待给定的 CL 延迟（ 2 个或 3 个CLK ）后，再从 DQ 数据线上读取数据。
3.使能自动预充电
在发送写命令的同时，拉高A10地址线，使能自动预充电，以提高读写效率
4.执行预充电
预充电在发送激活命令的tRAS时间后启动，并且需要等待tRP时间来完成
5.完成一次数据写入
至此完成了一次数据写入操作，发送第二个激活命令，启动下一次数据传输。

FMC接口驱动SDRAM
SDRAM相关寄存器' [4 H* u7 Q+ ^4 w( U, `5 m; x
控制寄存器FMC_SDCR1/FMC_SDCR2

该寄存器只有低15 位有效，且都需要进行配置：

的时序寄存器FMC_SDTR1/FMC_SDTR2
该寄存器用于控制SDRAM的时序

( W* E k4 j! r6 O的命令模式寄存器 FMC_SDCMR

; y6 D! l* b" g7 n" A+ ]
刷新定时器寄存器： FMC_SDRTR
以W9825G6KH 为例， W9825G6KH 的刷新周期为 64ms ，行数为 8192行，所以刷新速率为：
刷新速率=64ms/8192=7.81us
而SDRAM 时钟频率 =216Mhz/2=108Mhz 9.26ns ，
所以 COUNT 的值为：
COUNT=7.81us/9.26ns=844
SDRAM 在接受读请求后，出现内部刷新请求，则必须将刷新速率增加 20 个 SDRAM时钟周期，以获得充足的余量，所以，实际设计的 COUNT 值应该是： COUNT 20=824 。所以设置 FMC_SDRTR 的 COUNT=824 ，就可以完成对该寄存器的配置。