STM32硬件基础--FMC读写片外SDRAM

只看该作者 · 2020-6-26 09:24

注意，FMC的信号线 FMC_SDCK0 分配给了 PH2 这个管脚。再来看之前提到的那个图五中的“关子”： FMC_SDCK0 分配给了 PC3！查F746的芯片手册知道，PC3、PH2都可以通过复用功能映射成 FMC_SDCK0 信号。

只看该作者 · 2020-6-26 09:24

开发板上到底是用的哪个pin？原理图上找答案：

只看该作者 · 2020-6-26 09:25

可见，图五中的管脚配置是“正确”的。但图二十一的配置也可以理解（不是CUBEMX的bug）：因为是按选择芯片型号来让CUBEMX自动配置FMC的，CUBEMX并不知道用户实际的电路板上FMC是用哪个pin来对应 FMC_SDCK0 信号的，只能把 FMC_SDCK0 信号分配到某一个pin上（本例中是PH2）。如果与实际电路不符，需要由用户手动修改。

只看该作者 · 2020-6-26 09:26

而在图二十一中，是按开发板来配置的，CUBEMX知道板子的具体型号，就可以按实际的管脚来正确分配 FMC_SDCK0 信号。其他所有具有复用功能的GPIO都有这个问题，希望大家重视。（这是通过血的教训换来的，第一次用CUBEMX配置FMC时，忽略了这个问题，导致编写代码调试SDRAM时，读出数据总是不稳定、或出错，并且难以调试、追踪，耗了一周时间才找到问题根源，教训深刻啊）

只看该作者 · 2020-6-26 09:26

现在来修改图二十一中的管脚配置，同时介绍一个配置GPIO复用功能的小技巧。因为PH2不是我们想要的pin，需要查找其他复用功能为 FMC_SDCK0 的pin，可以先按下Ctrl 键，然后鼠标点击 PH2 管脚，CUBE界面上会有2个pin（PC3和PC5）改变了颜色：

只看该作者 · 2020-6-26 09:27

修改PC3的功能为 FMC_SDCK0：

只看该作者 · 2020-6-26 09:27

最后，别忘了把时钟配置到200MHz：

只看该作者 · 2020-6-26 09:28

然后，生成KEIL工程。main.c中，

只看该作者 · 2020-6-26 09:28

MX_FMC_Init() 函数实现对FMC的配置，它调用了stm32fxx_hal_sdram.c文件中的 HAL_SDRAM_Init() ，后者首先调用 HAL_SDRAM_MspInit() 对FMC用到的pin初始化，然后分别调用 FMC_SDRAM_Init() 和 FMC_SDRAM_Timing_Init() 对FMC的控制寄存器 FMC_SDCR 和时序寄存器 FMC_SDTR 进行初始化。

只看该作者 · 2020-6-26 09:29

至此，FMC的配置全部结束，程序可以编译、通过，但还不能正确读写SDRAM，因为SDRAM在正式工作之前，还需要一个“SDRAM初始化”的过程。显然，这个初始化过程对于不同型号的SDRAM可能是不同的，CUBEMX就无能为力了。

只看该作者 · 2020-6-26 09:30

但仍有捷径可走 ---- 找ST官方的例子：

只看该作者 · 2020-6-26 09:31

先找到STM32CUBE的F7库的安装目录，然后进入F746G-DISCO 的项目目录，在例子中有关于FMC的例程。从 FMC_SDRAM 项目中的 main.c 文件中，copy 对SDRAM做初始化的函数：BSP_SDRAM_Initialization_Sequence() 到我们的main.c 中，并在 MX_FMC_Init() 函数尾部添加调用：

只看该作者 · 2020-6-26 09:32

请注意，例程 FMC_SDRAM 中的 CAS Latency 是2，对应地设置SDRAM模式寄存器时也是2。而我们在CUBEMX中将CAS Latency 配置为3，则设置SDRAM模式寄存器时也必须是3：

只看该作者 · 2020-6-26 09:33

刷新周期的计算：先看看 MT48LC4M32B2 手册对刷新周期的时间要求：

只看该作者 · 2020-6-26 09:34

要求最慢在64ms内对4096行（对应12-bit行地址空间）完成刷新，就是说64ms要刷4096次，所以每刷一次的时间间隔是 64ms÷4096=15.625us。换算成SDRAM的CLK（即SDCLK，100MHz）：15.625us÷(1/100us)=1562。为了保证刷新周期在SDRAM的任何工作状态下都能小于64ms，要再减去20个SDCLK（这是SDRAM规范文档要求的），即1562-20=1542。例程中用的数字是1292，则刷新周期在54ms左右。一旦完成刷新参数设置（写到 SDRTR 寄存器中），FMC立即自动开始刷新，即每隔大约60ms，MCU通过FMC向SDRAM发送一条刷新指令。

只看该作者 · 2020-6-26 09:35

至此，完成了FMC配置、SDRAM初始化、SDRAM刷新3大步骤，到了最后一步：编程访问SDRAM。关键的一个问题是：外部SDRAM地址从0xC000 0000 开始，如何定义一个变量（数组），使得它的地址恰恰从0xC000 0000 开始？一种方法是定义一个uint16_t类型的数据指针，并且使得这个指针指向0xC000 0000地址，如：

#define SDRAM_BANK_ADDR ((uint32_t)0xC0000000)

uint16_t *pSDRAM;

//set data pointer, pointing external sdram

pSDRAM = (uint16_t *)SDRAM_BANK_ADDR;

只看该作者 · 2020-6-26 09:35

然后通过 (*pSDRAM + i) 或 pSDRAM[ i ] 即可访问数据了。在演示代码中，先将一些16位的无符号数据写入SDRAM，再从SDRAM中读出到一个内存数组，然后做比较，如果数据全部匹配，则LED每隔一秒钟慢闪一次；如果数据有误，则LED快闪。通过实验可以看到，LED慢闪，表明读写SDRAM是正确的。

完整的代码请从此处下载：STM32的FMC例程，包含 KEIL 和 IAR 两个版本。

只看该作者 · 2020-6-26 09:36

最后，补充图四下方时序参数的说明。SDRAM的时序参数，有不同的描述方式，但在SDRAM规范中，它们都是有统一的“代号”的，比如图四中的 Load mode register to active delay，说的是装载模式寄存器需要花费的时间，代号是tMRD。图四中其他的代号如下：

只看该作者 · 2020-6-26 09:36

然后，按图索骥，在MT48LC4M32B2 手册中查找：

只看该作者 · 2020-6-26 09:37

单位换算关系：我们配置了SDRAM的时钟频率（SDCLK）是100MHz，等同于一个CK是10ns。反之，10ns的时间就是一个CK。可见，图四中的时序参数基本上都是稍微留了余量的。