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在嵌入式系統設計中經常用大容量的SDRAM,存放RTOS和數據。這時用戶可以有兩種選擇：一種是選用合適的內存芯片自己布線,把整個SDRAM做到嵌入式系統的PCB板上,這種方法在小系統中經常采用;另一種就是選用現成的內存條(如筆記本電腦上常用的DIMM內存),現成的內存條不僅容量大,而且由于用量大,價格也相對便宜。另外現成的內存條還節省了PCB布線空間,縮小嵌入式系統的內存體積,提高系統的穩定性,方便更換和檢測。筆記本內存的型號和種類很多,采購時也可能來自多個廠家。為了使各種內存條在嵌入式系統都能正常使用,就需要系統的BOOT程序能進行自動識別和配置,按照SPD(SDRAM Serial Presence Detect Specification)規范正確讀取內存參數,另外根據內存參數配置SDRAM控制器。 1 SPD規范及數據格式 內存的SPD規范是SDRAM控制器參數配置的主要依據,在SPD規范中定義了單面或雙面DRAM的詳細參數,如內存的大小、數據位、行列地址的寬度、邏輯Bank數和物理Bank等。這些數據存放在EEPROM芯片中,詳細描述了內存條的各種參數。存放內存參數的是一個兩線制的串行EEPROM芯片,接口類型符合I2C協議。I2C協議是Philips公司制定的兩線制的串行數據傳輸標準,數據的讀寫通過一根時鐘線和一根數據線實現。數據傳輸有其嚴格的格式,一個數據幀由起始位、器件地址、應答位、數據地址、傳輸數據和結束位構成,可以允許多個器件分主從模式進行傳輸。其數據傳輸時序如圖1所示。主控制器讀寫數據的格式如圖2所示。 內存的SPD一般要求EEPROM帶有2Kbit的存儲空間,用于存放內存的配置參數,而硬件電路接口是I2C接口。要讀取內存參數,主控制器必須能按照I2C協議進行通信,進行數據的讀操作。另外還需知道EEPROM的數據存放格式及其含義。SPD規范中對存放的數據進行了詳細的說明和定義。以PC133-333為例詳細說明挑選配置時用到的參數,如表1所示。用戶只需把相應地址中的值讀出來,對照規范中的說明即可知道內存的詳細參數。 2 卡的自動識別和配置過程 下面以Motorola公司的MPC824XCPU為例介紹內存的識別和配置過程。MPC824X是一款功能強大的嵌入式處理器,它由603E核107橋構成。107橋有很豐富的控制接口模塊,如SDRAM控制器、EPIC、UART、I2C控制器等,很方便與外圍電路接口。嵌入式系統板中數據量很大,至少要用到256MB內存。為了方便各種廠家的內存型號進行混插使用,需要編寫內存自動識別和配置程序,把需要配置的數據從EEPROM讀出,然后根據SPD協議轉換成內存的配置參數。這個配置過程必須在系統上電后立即運行,為后面的RTOS運行做準備。內存初始化參數包括行列地址寬度、邏輯Bank數、物理Bank的大小。因為MPC824X內有I2C控制器,所以可以直接與SPD連接,通過軟件的初始化,配置好I2C控制器,程序流程如圖3。 |
