基于STM32F767通过cube配置：QSPI接口读写64M PSRAM+flash参考资料...

3万 · 2019-8-15 13:10

基于STM32F767通过cube配置：QSPI接口读写64M PSRAM+flash参考资料/原理图/代码/教程等资料分享

核心板：NUCLEO-F767ZI

Flash：NM25Q64EB（64M）

PSRAM：IPS6404L（64M SO-8封装QSPI接口）

配置文件请使用stm32cubemx打开

程序请使用keil5 MDK打开

3万 · 2019-8-15 13:11

参考原理图及PCB图

3万 · 2019-8-15 13:13

64M PSRAM(SO-8封装 QSPI接口)参考引脚：

3万 · 2019-8-15 13:22

基于STM32F7通过cube软件配置：读写QSPI接口64M flash和64M PSRAM参考教程
核心板：NUCLEO-F767ZI
Flash：NM25Q64EB（64M）
PSRAM：IPS6404L（64M）
配置文件请使用stm32cubemx打开
程序请使用keil5 MDK打开

3万 · 2019-8-15 13:22

NUCLEO-F767ZI上引出的QSPI引脚如下，NM25Q64EB和IPS6404L都是分别接到同样引脚：

PB2------------CLK

PB6------------NCS

PD11-----------IO0

PD12-----------IO1

PE2-------------IO2

PD13-----------IO3

3万 · 2019-8-15 13:24

1、 NM25Q64EB及IPS6404L的简介

（1） NM25Q64EB是一款容量64Mbit(8Mbyte)的flash。内部存储单元的数量关系如下：1个块（block）容量为65535byte，包含16扇区（sector）。1个扇区容量为4096byte，包含16页（page）。每页的容量为256byte。

NM25Q64EB默认为SPI1线通讯，当开启QSPI模式时，为4线通讯，大大增加了通讯的速度。芯片支持的时钟频率最高可到达104MHz。

（2） IPS6404L时一款容量64Mbit(8Mbyte)的PSRAM，同样采用QSPI接口。在2.7V~3.6V供电下，最高时钟频率为104MHz。

3万 · 2019-8-15 13:26

1、 STM32CUBEMX的配置。

（1） 芯片的选择：选择和板上同款的芯片型号（STM32F767ZI）

3万 · 2019-8-15 13:27

（2）引脚的配置：在图形化配置界面直接左键对应引脚，在本次实验中我们引出一个QSPI引脚和串口3的引脚（PD8,PD9），QSPI和USART3的引脚和核心板一致。

图形化界面配置完成后，在引脚模式处进行选择，QSPI选择Bank1 with Quad SPI lines,USART3选择Asynchronous。

3万 · 2019-8-15 13:30

（1） 时钟的配置：点开clock configuration，核心板没有外接晶振，所以我们使用内部时钟HSI，按照下图配置，最高的系统时钟为216MHZ。

3万 · 2019-8-15 13:30

（4）外设的配置
频率配置：对于NM25Q64EB来说，最高频率可达104MHz，分频系数选择3，则QSPI的频率为216/(3+1)=54MHZ，经测试，这个频率是比较合适的；
FIFO的阈值设置：4字节；
Flash size配置：NM25Q64EB为8Mbyte，2^23=8M,所以取权值23-1=22；
Chip select high time：即片选的高电平时间，按照芯片的数据手册，tSHSL要求大于20ns,对于我们的时钟54MHZ来说，1/54MHZ=18.5ns,所以我们要配置2个cycle，就能满足要求，此处配置为4 cycles。即18.5ns*4=74ns>20ns；
Dual flash 配置：是否采用双闪存模式，我们只使用BANK1的接口，此处配置为DISABLE.
整体的配置如下图的QUSDSPI CONFIGURATION.

3万 · 2019-8-15 13:33

3、NM25Q64EB读写的移植
在完成了QSPI基础配置后，我们还需要加入QSPI的3个函数， NM25Q64EB的读取的一系列函数。
（1）对于发送指令，我们要关注的是它的指令码（instruction），发送地址(address)，指令的模式（instructionmode），空指令周期数（dummycycles）,地址的长度（addresssize），数据模式（datamode）等。
以下是QSPI的3个函数，对指令配置的函数，QSPI发送，QSPI接收。函数的参数和以上提到的一致。

3万 · 2019-8-15 13:34

3万 · 2019-8-15 13:36

（2）接下来我们利用以上3个函数，对NM25Q64EB进行操作。
对flash的操作过程，就是利用QSPI接口，往NM25Q64EB发送不同的指令码，来实现不同的功能。基础的功能包括：进入QPI，退出QPI，读取ID，擦除，读，写等。
接下来，我们举几个有特征的指令进行说明。

0x90指令：在数据手册中，我们可以看到0x90是读取Device ID（REMS）的指令，从electronic identification中可知发送0x90后，会返还2byte的ID，包括1byte manufacturer ID和1byte device ID。从Table9中来看，第一列说明了指令的功能，第三四列说明了该指令对应的模式（QPI or SPI）,从5-7行可以看到0x90的地址长度（addresssize）为3byte,即24bit。Dummycycle为0 。这些信息都会在配置函数中使用到。

3万 · 2019-8-15 13:36

了解了上面的信息后，我们开始来配置读取ID的函数。上一个标题我们介绍了QSPI的3个函数，包括配置函数，接收函数，发送函数。这里我们就用到了前两个，先配置，再接收传回的2字节地址。

函数中的if…else…可选择在QPI模式下（4线）发送，或者SPI模式下（单线）发送。以QPI模式为例，往QSPI_Send_CMD（…,…,…,…,…,…,…）中填入参数，下图的函数共有7个参数.
第一个参数是指令码0x90;（看Table9）
第二个参数是指令发送的地址0；
第三个参数是dummycycles：0；（看Table9）
第四个参数是指令模式：选择4线；
第五个参数是地址模式：选择4线；
第六个参数是地址长度：选择24bits；（看Table9）
第七个参数是数据模式：选择4线。

3万 · 2019-8-15 13:38

temp的操作是将temp[0]和temp[1]这2字节数据通过移位操作，赋值给deviceid,方便一次性打印出来。打印出来的数据为0x5216即为读取成功。可进行下一步读写操作。

3万 · 2019-8-15 13:38

0x38指令：
从Table8可知，该指令的功能是使能QPI，该指令对比0x90，他只能在SPI模式下使用，且无返还的数据。同样0xFF,是失能QPI的指令，只能在QPI模式下使用，所以我们配置如下：

3万 · 2019-8-15 13:38

在Qspi_Enable的函数中，涉及到了NM25Q64EB的状态寄存器。NM25Q64共有3个状态寄存器，决定QPI是否使能（QE）的寄存器是第二个（status register2），位从下表中查得是第3位，我们先将状态寄存器3得到值（stareg2）读出来，再和00000100（0x04）做一个与运算，如果该位不为1，则往该位写入1，即1<<2左移运算得到00000100，再和状态寄存器原始状态stareg2做一个或运算。

3万 · 2019-8-15 13:39

其他指令跟以上两个指令的配置方式类似，查询指令表，将不同功能的指令码和模式作为参数写进QSPI_Send_CMD()即可。

其他事项：

Ⅰ、dummycycles一般情况下都是0，只有在各种Read操作的时候需要用到，可以理解为，在接收到指令后延时一小段时间，再读取返回值。从如下时序图就可以直观看出。

3万 · 2019-8-15 13:40

Ⅱ、在状态寄存器1的第一位是busy的标志位，可以通过检测该位，知道各种操作是否完成，检测完成再进行下一个指令的操作。

3万 · 2019-8-15 13:40

Ⅲ、在配置SET_PARAM时，通过配置第4，5位来选择不同的cycles和frequent。此处配置为00011000，即3<<4。

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