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日志

学习ARM MMU工作原理(2)

热度 4已有 2117 次阅读2013-6-22 10:25 |个人分类:学习|系统分类:ARM| S3C2440, MMU工作原理



1.    
Nand FlashNor FlashSDRAM地址区别

Nand FlashROM,容量大,适用于数据存储,ARM不能从Nand中直接启动,需要把程序从Nand的前4k空间中拷贝到SDRAM,然后再从SDRAM中启动。


Nor FlashROM,容量小,适用于程序存储,ARM可以从Nor Flash中直接启动。


SDRAM RAM,容量大,操作系统等大型软件都运行在SDRAM中。


 


2.    
S3c2440寻址空间:

S3C244027地址线ADDR[26:0]8根片选信号ngcs0-ngcs7,对应bank0-bank7当访问bankx的地址空间,ngcsx引脚为低电平,选中外设。


2^27=2^7
* 2^10 * 2^10 = 128Mbyte


8*128Mbyte = 1Gbyte


所以S3C2440总的寻址空间是1Gbyte(也就是最高地址0x40000000


寻址空间如下图:



 


3.    
SDRAM的寻址原理:

SDRAM内部是一个存储阵列。可以把它想象成一个表格。和表格的检索原理一样,先指定行,再指定列,就可以准确找到所需要的存储单元。这个表格称为逻辑BANK目前的SDRAM基本都是4BANK。寻址的流程就是先指定BANK地址,再指定行地址,最后指定列地址。这就是SDRAM的寻址原理。


4.    
内存片(HY57V561620F)的连接方式:

HY57V561620F的容量是16M寻址*16位宽=256Mbit


TQ2440中使用了两片内存,总容量为2*32M=64Mbyte



A0-A12是地址线:行地址、列地址复用,行地址使用A0-A1213条),列地址使用A0-A89条)。


BA0-BA1bank选择引脚。(bank选择与行地址(row address)同时下发,在列地址下发时,有其他用途)


 


这个SDRAM


13根行地址线  
RA0-RA12


9根列地址线   
CA0-CA8


2BANK选择线 BA0-BA1


SDRAM的地址引脚是复用的,在读写SDRAM存储单元时,操作过程是将读写的地址分两次输入到芯片中,每一次都由同一组地址线输入。两次送到芯片上去的地址分别称为行地址和列地址。它们被锁存到芯片内部的行地址锁存器和列地址锁存器。/RAS是行地址锁存信号,该信号将行地址锁存在芯片内部的行地址锁存器中;/CAS是列地址锁存信号,该信号将列地址锁存在芯片内部的列地址锁存器中。



SDRAMA0S3C2440ADDR2,很多初学者都对这里又疑问。A0为什么不接ADDR0


要理解这种接法,首先要清楚在CPU的寻址空间中,字节(8位)是表示存储容量的唯一单位。


2HY57V561620F扩展成32SDRAM,可以认为每个存储单元是4个字节。因此当它的地址线A1:A0=01时,处理器上对应的地址线应为ADDR3:ADDR2=0132SDRAM4字节一个地址,对应于CPU)(因为CPU的寻址空间是以Byte为单位的)。所以SDRAMA0引脚接到了S3C2440ADDR2地址线上。


(可以看成,ARM的寻址地址=CPU的地址*4,因为对CPU来讲相当于没读一次都相隔4byte)。


 


同理,如果用1HY57V561620F,数据线是16位,因为一个存储单元是2个字节,这时SDRAMA0要接到S3C2440ADDR1上。


 也就是说SDRAMA0S3C2440的哪一根地址线是根据整个SDRAM的数据位宽来决定的。


上面的接线图上,BA0,BA1ADDR24,ADDR25,为什么用这两根地址线呢?


BA0~BA1代表了SDRAM的最高地址位。因为CPU的寻址空间是以字节(Byte)为单位的,本系统SDRAM容量为64MByte,那就需要A25~A064M=2^26)地址线来寻址,所以BA1~BA0地址线应该接到2440ADDR25~ADDR24引脚上。


13根行地址线+9根列地址线 = 22根。另外HY57V561620F一个存储单元是2个字节,相当于有了23根地址线。BA0,BA1是最高地址位,所以应该接在ADDR24,ADDR25上。


 


5.    
启动过程中寻址方式

系统启动取决于S3c2440 CPUOM0OM1两个引脚的取值:



因此在TQ2440中,直接将OM1接地(永远为0),OM0作为拨码开关,来选择是从nand启动(接地,0)还是从nor 32-bit启动(悬空,1)。


6.    
Nor Flash引脚图(EN29LV160AB-70TCP


地址线A0-A19,共20条;


数据线D0-D15,共16条(D15为数据、地址复用);


47BYTE#配置为字节byte模式时(0)D15用于A-1地址线,所以寻址空间为20+1=21条,也就是2M byte


47BYTE#配置为双字word模式时(1),D0-D15都用于数据线,寻址空间为20条,1M,数据线D0-D15有效,数据量为1M*2=2Mbyte(TQ2440采用此模式)

7.    
重要信息地址






























































































 


标示


地址


含义


寄存器


寄存器范围


0x48000000~0x5fffffff


 


 


S3C24X0_GPIO_BASE


0x56000000


Gpio各寄存器基地址


 


S3C2410_SDI_BASE


0x5A000000


SDI


 


S3C24X0_USB_DEVICE_BASE


0x52000140


用户设备


 


S3C2410_NAND_BASE


0x4E000000


Nand


 


S3C24X0_LCD_BASE


0x4D000000


LCD


 


S3C24X0_INTERRUPT_BASE


0x4A000000


中断


 


 


 


 


运行数据


_bss_start


0x33db6990


 


 


_armboot_start


0x33d80000


 


 


CFG_ENV_SIZE


0x20000


 


 


FREE_RAM_SIZE


0x3d1df7c


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 


 
























宏观内存范围


Nor Flash(nor 启动方式)


0x00000000~0x001fffff


Nor flash位于bank0


2Mbyte容量。


 


CPU内部SRAMNand Flash启动方式)


0x00000000~


Nand flash启动时拷贝到SRAM中运行


 


外部SDRAM


0x30000000~0x34000000


64Mbyte容量


 


Nand Flash


NULL


Nand Flash不直连总线,通过控制器访问。


 


 


内存分配








































SDRAM地址end


@0x34000000


Bss_start


此上,为bss数据区


Armboot_start


此上,为uboot映像,大概200k


CFG_MALLOC_LEN


256k


GLB_DATA_SIZE


128byte+4byte


IRQ_stack


4k


FIQ_stack


4k


用户栈区


128k


空闲地址空间


大概61MbyteSDRAM内存总共64M.


SDRAM地址start


@0x30000000


Nor /nand flash…..


 


 


 


 


8.    
名词解释




















 


 


 


nGCS0


芯片选择(片选)寄存器


nGCS0-nGCS7


 


 


 


 


 


 


 

9.    
参考:

s3c2440内存原理


http://hi.baidu.com/qq453158783/blog/item/883430ca84fc9e20b700c84f.html


http://hi.baidu.com/guoxiao69/blog/item/4f6157d751e22b209a502715.html


MMU原理


http://hi.baidu.com/excellentderek/blog/item/c9c60713361efb055baf53e7.html


 

 

 

 


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