外部存儲(chǔ)器接口

第六章外部存儲(chǔ)器接口(EMIF)6.1接口信號(hào)與控制寄存器EMIF(ExternalMemoryInterface)外部存儲(chǔ)器接口為DSP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(shí)連接FLASH和SDRAM。EMIF性能優(yōu)良，跟外部SDRAM和異步器件連接時(shí)，具有很大的方便性和靈活性。根據(jù)DSP器件的不同，EMIF數(shù)據(jù)總線可以是32位、16位或8位。

6.1EMIF接口信號(hào)主要特點(diǎn)是：

系統(tǒng)需要為C67x提供一個(gè)外部時(shí)鐘。該外部時(shí)鐘由ECLKIN輸入后會(huì)產(chǎn)生EMIF接口的時(shí)鐘信號(hào)ECLKOUT。SBSRAM接口、SDRAM接口和異步接口的信號(hào)合并復(fù)用。由于不需要進(jìn)行后臺(tái)刷新，系統(tǒng)中允許同時(shí)具有這3種類型的存儲(chǔ)器。CE1空間支持所有的3種存儲(chǔ)器接口。同步存儲(chǔ)器接口提供4字突發(fā)訪問模式。SDRAM接口更靈活，支持更廣泛的SDRAM配置。EMIF接口地址雖然C6000提供32位地址尋址能力，但是經(jīng)EMIF直接輸出的地址信號(hào)只有EA[21:2]。一般情況下，EA2信號(hào)對(duì)應(yīng)邏輯地址A2，但這并不意味著DSP訪問外存時(shí)只能進(jìn)行字(32bit)或雙字(64bit)的存取。實(shí)際上內(nèi)部32位地址的最低2～3位經(jīng)譯碼后由BEx輸出，是能夠控制字節(jié)訪問的。某些情況下，EA2還可能對(duì)應(yīng)最低位邏輯地址A1或A0EMIF接口寬度與字節(jié)定位

C67x的EMIF可以訪問8/16/32位寬度的存儲(chǔ)器，支持little-endian和big-endian模式。最低位邏輯地址規(guī)定由EA管腳輸出，EMIF內(nèi)部會(huì)自動(dòng)根據(jù)訪問數(shù)據(jù)的字長(zhǎng)，將邏輯地址作移位調(diào)整輸出。EMIF控制寄存器EMIF接口由一組存儲(chǔ)器映射的寄存器進(jìn)行控制與維護(hù)，包括配置各個(gè)空間的存儲(chǔ)器類型和設(shè)置讀寫時(shí)序等。GBLCTL寄存器完成對(duì)整個(gè)片外存儲(chǔ)空間的公共參數(shù)的設(shè)置，CExCTL寄存器分別控制相應(yīng)存儲(chǔ)空間的存儲(chǔ)器類型和接口時(shí)序，另外3個(gè)SDRAM寄存器負(fù)責(zé)控制所有屬于SDRAM空間的存儲(chǔ)接口情況GBLCTL寄存器字段名稱取值符號(hào)常量說明HOLDHOLD輸入位0LOWHOLD輸入為低，外部器件請(qǐng)求EMIF總線1HIGHHOLD輸入為高，沒有外部總線請(qǐng)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(hào)應(yīng)答HOLD輸入的請(qǐng)求1ENABLE使能NOHOLD，忽略HOLD輸入的請(qǐng)求EKENECLKOUT輸出使能位0ECLKOUT輸出為低電平1ECLKOUT輸出時(shí)鐘信號(hào)(缺省)CLK1EN對(duì)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(shí)鐘信號(hào)CExCTL寄存器字段名稱取值符號(hào)常量說明(時(shí)間單位為時(shí)鐘周期數(shù))WRSETUP0-FhOF(value)寫操作建立時(shí)間，寫觸發(fā)之前地址、片選和字節(jié)使能信號(hào)的時(shí)鐘周期數(shù)WRSTRB0-3FhOF(value)寫操作觸發(fā)時(shí)間WRHLD0-3hOF(value)寫操作保持時(shí)間，寫觸發(fā)之后地址、片選和字節(jié)使能信號(hào)的時(shí)鐘周期數(shù)RDSETUP0-FhOF(value)讀操作建立時(shí)間，讀觸發(fā)之前地址、片選和字節(jié)使能信號(hào)的時(shí)鐘周期數(shù)TA0-3hOF(value)對(duì)外部CE空間兩次訪問的最小時(shí)間間距RDSTRB0-3FhOF(value)讀操作觸發(fā)時(shí)間MTYPE

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(shí)間，讀觸發(fā)之后地址、片選和字節(jié)使能信號(hào)的時(shí)鐘周期數(shù)SDCTL寄存器字段名稱取值符號(hào)常量說明SDBSZSDRAM邏輯塊的數(shù)量02Banks1個(gè)邏輯塊選擇引腳(2個(gè)邏輯塊)14Banks2個(gè)邏輯塊選擇引腳(4個(gè)邏輯塊)SDRSZ0-3hSDRAM行數(shù)011ROW11個(gè)行地址引腳(每個(gè)邏輯塊2048行)1h12ROW12個(gè)行地址引腳(每個(gè)邏輯塊4096行)2h13ROW13個(gè)行地址引腳(每個(gè)邏輯塊8192行)SDCSZ0-3hSDRAM列數(shù)09COL9個(gè)列地址引腳(每行512單元)1h8COL8個(gè)列地址引腳(每行256單元)2h10COL10個(gè)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EMIF時(shí)鐘周期數(shù))，TRCD=tRCD/tcyc-1TRP0-FhOF(value)設(shè)置SDRAM的tRP值(單位為EMIF時(shí)鐘周期數(shù))，TRP=tRP/tcyc-1TRC0-FhOF(value)設(shè)置SDRAM的tRC值(單位為EMIF時(shí)鐘周期數(shù))，TRC=tRC/tcyc-1SDTIM寄存器字位名稱值使用說明XRFR0-3h控制SDRAM刷新次數(shù)01次刷新1h2次刷新2h3次刷新3h4次刷新CNTR0-FFFh當(dāng)前刷新計(jì)數(shù)器的數(shù)值PERIOD0-FFFh設(shè)置刷新周期數(shù)SDEXT寄存器字位名稱值使用說明WR2RD0~1設(shè)置寫操作與讀操作之間最小的間隔時(shí)鐘周期WR2DEAC0~3h設(shè)置寫操作與DEAC/DCAB操作之間最小的間隔時(shí)鐘周期WR2WR0~1設(shè)置寫操作與寫操作之間最小的間隔時(shí)鐘周期R2WDQM0~3h設(shè)置中斷讀的寫操作中，BEx信號(hào)要保持的最小時(shí)間RD2WR0~7h設(shè)置讀操作與寫操作之間最小的間隔時(shí)鐘周期RD2DEAC0~3h設(shè)置讀操作與DEAC/DCAB操作之間最小的間隔時(shí)鐘周期RD2RD0~1設(shè)置同一CE空間上兩個(gè)讀操作之間最小的間隔時(shí)鐘周期THZP0~3h設(shè)置SDRAM的tHZP參數(shù)TWR0~3h設(shè)置SDRAM的tWR參數(shù)TRRD0~1設(shè)置SDRAM的tRRD參數(shù)TRAS0~7h設(shè)置SDRAM的tRAS參數(shù)TCL0~1設(shè)置SDRAM的tCAS參數(shù)設(shè)置0表示2個(gè)ECLKOUT周期；設(shè)置1表示3個(gè)ECLKOUT周期SRAM是StaticRandomAccessMemory的縮寫，中文含義為靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器，它是一種類型的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器?！办o態(tài)”是指只要不掉電，存儲(chǔ)在SRAM中的數(shù)據(jù)就不會(huì)丟失。這一點(diǎn)與DRAM不同，DRAM需要進(jìn)行周期性的刷新操作。同時(shí)，我們不應(yīng)將SRAM與只讀存儲(chǔ)器(ROM)和FlashMemory相混淆，因?yàn)镾RAM是一種易失性存儲(chǔ)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)。“隨機(jī)訪問”是指存儲(chǔ)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(gè)位置。

DRAM是DynamicRAM的縮寫，中文含義為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)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，許多都有頁(yè)模式。SDRAM：SynchronousDRAM，即數(shù)據(jù)的讀寫需要時(shí)鐘來同步。一個(gè)是靜態(tài)的，一個(gè)是動(dòng)態(tài)的，靜態(tài)的是用的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來保存信息，而動(dòng)態(tài)的是用電子，要不時(shí)的刷新來保持。DRAM容量大，SRAM容量小6.2SDRAM接口設(shè)計(jì)SDRAM的結(jié)構(gòu)接口信號(hào)與SDRAM配置對(duì)SDRAM的讀寫，需要依次分別給出行地址(row)和列地址(column)

SDRAM的控制EMIF所支持的SDRAM控制命令命令功能DCABDeactivate，關(guān)閉所有的存儲(chǔ)器，也稱為prechargeDEAC關(guān)閉單個(gè)存儲(chǔ)體ACTV激活所選的存儲(chǔ)體，并選擇存儲(chǔ)器的某一行READ輸入起始的列地址，開始讀操作WRT輸入起始的列地址，開始寫操作MRSModeRegisterSet，設(shè)置模式寄存器REFRRefresh，使用內(nèi)部地址自動(dòng)進(jìn)行周期性刷新SLFREFRSelf-refresh，自刷新模式ACTV命令A(yù)CTV命令的作用是激活存儲(chǔ)器中的相關(guān)頁(yè)，以盡量降低后續(xù)訪問的延遲。每次讀/寫SDRAM中新的一行之前，EMIF會(huì)自動(dòng)發(fā)出ACTV命令。READ讀命令對(duì)SDRAM的突發(fā)訪問，讀取3個(gè)數(shù)據(jù)WRT寫命令對(duì)SDRAM寫3個(gè)數(shù)據(jù)

EMIF與SDRAM的接口時(shí)序由SDCTL、SDTIM和SDEXT寄存器控制，如何設(shè)置上述時(shí)間參數(shù)，需要用戶去查看具體SDRAM芯片的器件手冊(cè)接口時(shí)序的設(shè)計(jì)參數(shù)說明ECLKOUT時(shí)鐘周期數(shù)tRCREFR命令到ACTV、MRS或是下一個(gè)REFR命令之間的時(shí)間TRC+1tRCDACTV命令到READ或WRT命令之間的時(shí)間TRCD+1tRPDCAB/DEAC命令到ACTV、MRS、REFR命令之間的時(shí)間TRP+1tCLSDRAM的CAS延遲時(shí)間TCL+2tRASACTV命令到DCAB/DEAC命令之間的時(shí)間TRAS+1tRRDACTV塊A到ACTV塊B之間的時(shí)間TRRD+2tWRC6000最后一個(gè)輸出數(shù)據(jù)到DCAB/DEAC命令之間的時(shí)間TWR+1tHZPDCAB/DEAC命令到SDRAM輸出高阻之間的時(shí)間THZP+1接口時(shí)序的設(shè)計(jì)外部存儲(chǔ)器讀寫示例程序類型：匯編程序直接寄存器操作的C語言程序基于CSL的C語言程序基于DSP/BIOS的C語言程序SDRAM讀寫示例示例06016.3異步接口設(shè)計(jì)EMIF異步接口提供了4個(gè)控制信號(hào)，這4個(gè)控制信號(hào)可以通過不同的組合實(shí)現(xiàn)與不同類型異步器件的無縫接口(gluelessinterface)。EMIF異步讀時(shí)序建立時(shí)間：從存儲(chǔ)器訪問周期開始(片選、地址有效)到讀/寫選通有效之前觸發(fā)時(shí)間：讀/寫選通信號(hào)從有效到無效保持時(shí)間：從讀/寫信號(hào)無效到該訪問周期結(jié)束EMIF異步寫時(shí)序EMIF異步讀時(shí)序序號(hào)時(shí)序參數(shù)說明最小(ns)最大(ns)1tosu輸出建立時(shí)間RS*E-1.72toh輸出保持時(shí)間RH*E-1.73tsu建立時(shí)間6.54th保持時(shí)間15td延遲時(shí)間1.578tosu輸出建立時(shí)間WS*E-1.79toh輸出保持時(shí)間WH*E-1.710td延遲時(shí)間1.5711tosu輸出建立時(shí)間(WS-1)*E-1.7表中RS為讀建立時(shí)間，RST為讀觸發(fā)時(shí)間，RH為讀保持時(shí)間，WS為寫建立時(shí)間，WST為寫觸發(fā)時(shí)間，WH為寫保持時(shí)間，E為ECLKOUT周期參數(shù)說明W_SETUP/R_SETUP讀/寫建立時(shí)間寬度W_STROBE/R_STROBE讀/寫觸發(fā)時(shí)間寬度W_HOLD/R_HOLD讀寫保持時(shí)間寬度MTYPE異步器件數(shù)據(jù)總線寬度MTYPE=0時(shí)選擇8位總線MTYPE=1時(shí)選擇16位總線MTYPE=2時(shí)選擇32位總線配置ASIZE位確定了EM_A和EM_BA引腳的功能CE1CTL控制寄存器FLASH的讀時(shí)序參數(shù)描述速度等級(jí)(ns)70R8090120tRC讀循環(huán)時(shí)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(shí)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(shí)間0FLASH的讀時(shí)序數(shù)據(jù)是在Strobe階段結(jié)束，ARE信號(hào)變高之前的時(shí)鐘上升沿處被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(gè)限制條件，設(shè)EMIF時(shí)鐘頻率為100MHz，得時(shí)鐘周期E為10ns，則計(jì)算如下：Setup+Strobe≥(tacc(f)+tsu+tdmax)/E=(90+6.5+7)/10=10.3Setup+Strobe+Hold≥trc(f)/E=90/10=9Hold≥(th-toh(f))/E=(1-0)/10=0.1一般Setup可取1，這樣由第1個(gè)條件便可以得出Strobe的值為10；再由第2和第3個(gè)條件得到Hold的值為1。FLASH的寫時(shí)序FLASH的寫時(shí)序參數(shù)描述速度等級(jí)(ns)70R8090120tWC寫循環(huán)時(shí)間708090120tAS地址建立時(shí)間0tAH地址保持時(shí)間45454550tDS數(shù)據(jù)建立時(shí)間35354550tDH數(shù)據(jù)保持時(shí)間0tOES輸出使能建立時(shí)間0tGHWL在寫之前的讀恢復(fù)時(shí)間0tCSCE#建立時(shí)間0tCHCE#保持時(shí)間0tWP寫脈沖寬度35353550tWPH寫脈沖寬度(高電平)30tWHWH1程序操作字節(jié)9μs字11μstWHWH2扇區(qū)刪除操作0.7tVCSVCC建立時(shí)間50μstRBRY/BY的復(fù)位時(shí)間0tBUSY有效的程序/刪除到RY/BY復(fù)位90FLASH的寫時(shí)序?qū)τ趯懖僮?，Setup、Strobe和Hold這3個(gè)參數(shù)可以依照下面的條件來確定：Strobe≥twp(f)/E=35/10=3.5Setup＋Strobe≥twph(f)/E=30/10=3Setup+Strobe+Hold≥twc(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(duì)應(yīng)32位異步接口。RDSETUP=1 WRSETUP=1RDSTRB=10 WRSTRB

=7RDHLD=1 WRHLD

=1泰克混合示波器MSO4104

TektronixCE1寫時(shí)序EMIF=50MHzCE1CTL=0x21228422

CE1寫時(shí)序EMIF=50MHzCE1CTL=0x21228422

命令順序第1寫周期第2寫周期第3寫周期第4寫周期第5寫周期第6寫周期地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)寫入字5555HAAH2AAAH55H5555HA0H寫入地址Data扇區(qū)擦除5555HAAH2AAAH55H5555H80H5555HAAH2AAAH55HSAX30H塊擦除5555HAAH2AAAH55H5555H80H5555HAAH2AAAH55HBAX

50H芯片擦除5555HAAH2AAAH55H5555H80H5555H