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1、嵌入式计算机系统组成与设计,第六章S3C44B0X存储器系统,一. ARM体系中的存储空间,存储空间 ：232个8位字节 ； 地址：32位无符号数 ； 取值范围 ：0到232-1； 230个32位的字单元 ，字单元的地址可以被4整除； 231个16位的半字单元（版本4以上）。半字单元 地址可以被2整除；,二. ARM存储器格式,字单元包含4个字节单元或两个半字单元； 两种存储格式： 大端（big-endian）格式: 字数据的高字节存储在低地址中，而字数 据的低字节存放在高地址中。 小端（little-endian）格式： 低地址中存放的是字数据的低字节，高地 址中存放的是字数据的高字节。,三
2、. S3C44B0X存储器,S3C44B0X存储器主要特点 支持大、小端模式 地址空间：8个32MB地址空间，总共256MB 数据位数：可编程设定为8、16、32位宽对齐访问 2个用于ROM、DRAM/SDRAM等,地址空间大小可变，空间可为2/4/8/16/32MB； 6个起始地址和空间大小都是固定的,用于ROM、SRAM; 存储空间的访问周期都可通过编程配置； 提供外部总线的等待周期；支持地址对称或非对称的DRAM,在低功耗下支持DRAM/SDRAM自动刷新。,S3C44B0X存储空间,SROM为ROM或SRAM,特殊功能寄存器,S3C44B0X存储空间,特殊功能寄存器位于0 x01c00
3、000-0 x02000000的 4MB的空间； Bank0-Bank5的地址和空间大小都是固定的； Bank6的起始地址是固定的，空间可配置为 2/4/8/16/32MB； Bank7起始地址和 空间是可变的，可配置为 2/4/8/16/32MB。Bank6和Bank7的详细地址与空间 的关系见P385表6-16,大小端模式选择及Bank0总线宽度,大小端模式选择 通过ENDIAN引脚选择大小端模式，处理器复位时， ENDIAN 0 端模式 小端 1 大端 Bank0总线宽度 Bank0总线宽度由复位后OM1：0逻辑电平决定。 OM1 OM0 ROM数据宽度 0 0 8位 0 1 16位 1
4、 0 32位 1 1 测试模式 注意：Bank0为启动ROM（映射地址0 x00000000)所在的空间， 必须在第一次访问ROM前设置其总线宽度。,与存储器器有关的引脚,ADDR24：0：地址总线 DATA31：0：数据总线 nGCS7 ：0：片选 nWE : 写使能,指示当前总线周期是写周期 nWBE : 写字节使能 nBE : 高/低字节使能,SRAM使用 nOE : 输出使能,指示当前总线周期是读周期 DRAM/SDRAM/SRAM有关的引脚 nRAS1:0:行地址锁存信号 nCAS :列地址锁存信号 nSRAS :SDRAM行地址锁存信号 nSCAS :SDRAM列地址锁存信号 nS
5、CS1:0:SDRAM片选信号 DOM :SDRAM数据输入/输出的屏蔽信号 SCKE :SDRAM时钟 SCLK: :SDRAM时钟使能信号,存储器（SROM/DRAM/SDRAM）地址线连接,数据线宽度不同，地址线连线方式不同。 存储器地 S3C44B0X S3C44B0X S3C44B0X 址引脚 地址8位 地址16位 地址32位 数据总线 数据总线 数据总线 A0 A0 A1 A2 A1 A1 A2 A3 A2 A2 A3 A4 A3 A3 A4 A5 ,四. S3C44B0X外接存储器件,FLASH ROM存储器 Flash存储器是一种可在系统（In-System）进行电擦写，掉电后
6、信息不丢失的存储器。 它具有低功耗、大容量、擦写速度快、可整片或分扇区在系统编程（烧写）、擦除等特点，并且可由内部嵌入的算法完成对芯片的操作，因而在各种嵌入式系统中得到了广泛的应用。 作为一种非易失性存储器，Flash在系统中通常用于存放程序代码、常量表以及一些在系统掉电后需要保存的用户数据等。,FLASH ROM存储器,常用的Flash为8位或16位的数据宽度，编程电压为单3.3V。主要的生产厂商为INTEL、ATMEL、AMD、 HYUNDAI等。 本系统中使用INTEL的TE28F320B。 TE28F320B存储容量为32M位（4M字节），工作电压为2.7V3.6V，采用48脚TSOP
7、封装或48脚FBGA封装，16位数据宽度。 TE28F320B仅需单3V电压即可完成在系统的编程与擦除操作，通过对其内部的命令寄存器写入标准的命令序列，可对Flash进行编程（烧写）、整片擦除、按扇区擦除以及其他操作。,Flash ROM TE28F320B引脚图,TE28F320B引脚信号描述,引脚 类型 描 述 A20：0 I 地址总线 DQ15：0 I/O 数据总线 CE# I 片选信号，低电平有效 OE# I 输出使能，低电平有效 WE# I 写使能，低电平有效 WP# I 写允许，低电平有效 RP# I 复位信号，低电平有效 Vcc 3.3 电源 Vss 接地,TE28F320B接口
8、电路,FLASH接口电路说明,地址总线A20A0与S3C44B0的地址总线ADDR20ADDR0相连； 16位数据总线DQ15DQ0与S3C44B0的低16位数据总线XDATA15XDATA0相连。 注意此时应将S3C4510B的OM1:0置为01，选择Bank0为16位工作方式。 在此基础上加入必要的接口及其他电路，就构成了具体的S3C44B0X应用系统,Flash ROM-SST39VF160,主要特性： 存储空间1MB16； 采用2.73.6V单电源； 数据可保存100年； 与CMOS电平的I/O口兼容。 可用封装: 48脚TSOP（12mm20mm） 48脚TFBGA（6mm8mm）,
9、SST39VF160 引脚图,SST39VF160 引脚信号说明,A19A0 地址输入，提供存储器地址。 DQ15DQ0 数据输入输出。 CE 片选使能，低电平有效的片选线。 OE 输出使能，低电平有效的数据输出使能线。 WE 写使能，控制写操作。 VDD 电源，为SST39VF160提供2.73.6 V电源. VSS 地,SST39VF160与S3C44B0X的接口电路,硬件上的设置,S3C44BOX复位,从0X00000000地址取指执行,系统起代码放置在 0X00000000处,此处的存储器称BOOT ROM,ARM采用Flash ROM作为 BOOT ROM。这时应注意： 大/小端的设
10、置 存储器以字节为单位编址，4个字节放置一个字。通过输入引脚 ENDIAN确定大/小端格式。 Bank0总线宽度 BOOT ROM位于ARM处理器的Bank0区，可具有多种数据总线宽度 ，通过OM1-0引脚上的电平设定。 寄存器的说明 总线宽度和等待状态寄存器BWSCON中，第1、2位组成DW0区， 该区的值对应着Bank0的总线宽度。SW0区是只读的，其值来自 OM1-0引脚。,SDRAM存储器,SDRAM器件（随机存取存储器） 掉电之后数据丢失 ；读写速度快 ； 通常嵌入式系统将数据区和堆栈区放在RAM ； 常用的RAM分为： SDRAM（静态RAM）和 DRAM（动态RAM） S3C44
11、B0X芯片可直接与DRAM和SDRAM连接； 不需要通过编程来实现它们所需的接口时序 ，只 需对相关的寄存器进行适当配置（在代码段完成）, 不需要通过任何的特殊的程序或语句来操作SDRAM， 处理器将自动产生读写、刷新SDRAM的时序。,SRAM器件的结构特点：,位单元通常由46只晶体管组成； 被赋予0或1的状态之后，它会保持这个状态直 到下次被赋予新的状态，或者断电之后才会更 改或消失。 速度相对比较快，而且比较省电 ； 制造成本太高。,DRAM器件的结构特点,存储一个位的信息只需要1只晶体管 ； 要周期性的对电容充电，才能使保存的信息不消失; 读取操作会破坏DRAM中的电荷，每次读操作之后
12、还要刷新一次，这样增加了存操作周期。 DRAM更容易做成大容量的RAM，制造成本比SRAM要低得多 。,DRAM内部结构示意图,SDRAM器件的结构特点, 位单元的基本原理同DRAM基本一样； 存储单元的组织和控制与DRAM有相当大的差别； SDRAM是多bank结构。例如对于有两个bank的 SDRAM中，其中一个bank在进行预充电期间，另一 个bank却可以被读取，这样当进行一次读取后， 又马上可以去读取已经预充电的bank的数据时， 就无需等待而是可以直接读取了，大大提高了存 储器的访问速度。 SDRAM需增加对多个bank的管理,有Bank的引脚， 用来在多个bank之间的切换,SD
13、RAM存储器SDRAM简介,系统的硬件选型及电路设计,与Flash存储器相比较，SDRAM不具有掉电保持数据的特性，但其存取速度大大高于Flash存储器，且具有读/写的属性，因此，SDRAM在系统中主要用作程序的运行空间，数据及堆栈区。,当系统启动时，CPU首先从复位地址0 x0处读取启动代码，在完成系统的初始化后，程序代码一般应调入SDRAM中运行，以提高系统的运行速度，同时，系统及用户堆栈、运行数据也都放在SDRAM中。,SDRAM具有单位空间存储容量大和价格便宜的优点，已广泛应用在各种嵌入式系统中。SDRAM的存储单元可以理解为一个电容，总是倾向于放电，为避免数据丢失，必须定时刷新（充电
14、）。因此，要在系统中使用SDRAM，就要求微处理器具有刷新控制逻辑，或在系统中另外加入刷新控制逻辑电路。S3C44B0X在片内具有独立的SDRAM刷新控制逻辑，可方便地与SDRAM接口。,SDRAM存储器SDRAM简介,系统的硬件选型及电路设计,目前常用的SDRAM为8位/16位的数据宽度，工作电压一般为3.3V。主要的生产厂商为HYUNDAI、Winbond等。他们生产的同型器件一般具有相同的电气特性和封装形式，可通用。,本系统中使用Winbond的W986416DH。,W986416DH存储容量为4组16M位（8M字节），工作电压为3.3V，常见封装为54脚TSOP，兼容LVTTL接口，支
15、持自动刷新（Auto-Refresh）和自刷新（Self-Refresh），16位数据宽度。,SDRAM存储器W986416DH引脚分布,系统的硬件选型及电路设计,SDRAM存储器W986416DH引脚信号描述,系统的硬件选型及电路设计,SDRAM存储器接口电路,SDRAM接口电路说明,SDRAM存储器,一片W986416DH构建16位的SDRAM存储器系统,将其配置到Bank6，即将S3C44B0X的nGCS6接至两片W986416DH的/CS端。此时SDRAM地址为0 x0c000000-0 x0c7fffff。,W986416DH的CLK端接S3C44B0X的SCLK端；,W986416
16、DH的CKE端接S3C44B0X的SCKE端；,W986416DH的/RAS、/CAS、/WE端分别接S3C44B0X的nSDRAS 端、nSDCAS端、nSDWE端；,W986416DH的A12A0接S3C44B0X的地址总线ADDRADDR；,W986416DH的BA1、BA0接S3C44B0X的地址总线ADDR、ADDR；,W986416DH的数据总线接S3C44B0X的数据总线的低16位XDATAXDATA；,四、S3C44B0X存储控制器的特殊功能寄存器,存储控制器的功能，是通过对其特殊功能寄存器 的设置来实现的。 1、总线宽度/等待控制寄存器(BWSCON) 设置外接存储器的总线宽度和等待状态 地址：
