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AN0068-PSRAM/SRAM与XMC硬件连接的推荐方法

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林堪堪|  楼主 | 2021-9-23 19:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 林堪堪 于 2022-3-7 20:26 编辑

AN0068-PSRAM/SRAM与XMC硬件连接的推荐方法
1、概述
      AT32系列的部分MCU产品集成XMC(外部存储器控制器)接口,支持外接PSRAM存储器扩展存储空间。其中144引脚封装MCU芯片支持连接地址数据非复用型PSRAM;而100引脚封装芯片因地址线缩减,仅支持连接地址数据复用型PSRAM。但目前市场上非复用型PSRAM较具价格优势,而AT32系列MCU又以100封装为大宗,形成器件选用和匹配上的予盾。
表1. AT32系列MCU与PSRAM选用优劣比较
  
MCU引脚数
  
PSRAM型式
优点
缺点
144
非复用型
1.  PSRAM容易取得,价格略低
  
2. PSRAM操作电压可选择3.3 V器件,与MCU可直接对接
MCU型号有限(仅AT32F403/435/437提供144引脚包装),价格稍低
100
复用型
MCU较多选型选择,价格较低
1.  PSRAM不易取得,价格很高
  
2. PSRAM操作电压以1.8 V为主流,与MCU对接需中介电平转换芯片


       若选择使用100引脚封装MCU芯片,就必须搭配复用型PSRAM。但PSRAM加上电平转换芯片所产生的高价格,是使用者无法接受的。似乎100引脚封装留有复用型PSRAM接口功能真实上是无法使用了。除了将MCU换为144引脚封装外,还有可行方法吗?这篇应用笔记另提供一种硬件连接方式,使用AT32系列100引脚封装芯片及一般非复用型3.3 VPSRAM,只要中介两颗普通D型触发器74LVC574即可,达到器件容易取得又使价格合理控制的可能。
100引脚封装芯片的XMC接口对于地址数据非复用的PSRAM,需要在地址数据复用线XMC_AD[15:0]上增加地址锁存机制,以XMC_NADV信号分离出独立的地址线A[15:0]。
本篇应用笔记将以VTI164NA16LM(4M x 16 bits PSRAM)和74LVC574(D型触发器)为参考,说明如何使用地址数据复用XMC接口,连接地址数据非复用的PSRAM。
注意:      XMC需配置为地址数据复用模式,引脚XMC_D[15:0]作为XMC_AD[15:0]使用。
另外市售并口SRAM没有地址数据复用型的芯片,所以若要与雅特力的MCU直接对接,只能选择144引脚封装的;100引脚封装不支持与SRAM直接对接。但因所谓的PSRAM(PseudoSRAM),在技术本质上即是用DRAM来乔装SRAM,所以才叫Pseudo(伪)SRAM。因此市售PSRAM都把存取信号控制时序设计的和SRAM的一模一样,所以雅特力MCU与SRAM连接的方式就和前文连接非复用型PSRAM一模一样。XMC在100引脚封装MCU上,透过以上连接方式和软件设置方式也可以支持外接SRAM,仅细部时间差异需针对每颗芯片不同而设定各自寄存器值。
本文以下描述将不再特别区分非复用型PSRAM和SRAM,两者使用硬件连接方式完全相同。

2、硬件设计
连接方法
PSRAM以异步模式操作为主流。2展示了异步总线非复用型PSRAM和XMC接口的对应关系:对于地址数据非复用的PSRAM,需要将XMC_AD[15:8]和XMC_AD[7:0]分别连接两颗74LVC574各自的D[7:0],并将XMC_NADV同时连接两颗74LVC574的CLK引脚,分离出独立的地址线A[15:0](由两颗74LVC574各自的Q[7:0]输出),再接到PSRAM对应的地址线A[15:0]引脚。XMC_AD[15:0]同时直接连接PSRAM对应的数据线DQ[15:0]引脚,同时XMC_A16以上的地址线和其它控制线也直接与PSRAM对应引脚对接即可。
表2. XMC,74LVC574,和PSRAM接口对应
  
XMC接口
  
74LVC574接口
PSRAM接口
功能描述
AD[7:0]
第一颗的D[7:0]
DQ[7:0]
PSRAM将低字节数据回传给XMC
AD[15:8]
第二颗的D[7:0]
DQ[15:8]
PSRAM将高字节数据回传给XMC
-
第一颗的Q[7:0]
A[7:0]
74LVC574将锁存低字节地址送给PSRAM
-
第二颗的Q[7:0]
A[15:8]
74LVC574将锁存高字节地址送给PSRAM
A[n(1):16]
-
A[n(1):16]
XMC将16位以上地址送给PSRAM
LB
-
LB#
低字节使能
UB
-
UB#
高字节使能
NEx(2)
-
CE#
片选
NOE
-
OE#
输出使能
NWE
-
WE#
写使能
NADV
二颗各自的CLK
-
地址有效,上升沿使74LVC574锁存地址



XMC在设置为地址数据复用模式时,会先送出全部地址线,其中A[15:0]通过XMC_AD[15:0]复用接口送出。地址线输出建立一段时间后,地址有效信号XMC_NADV会拉高,再进行数据的读写操作。接口送出。地址线输出建立一段时间后,地址有效信号XMC_NADV会拉高,再进行数据的读写操作。

68-1.PNG





因为有地址有效信号NADV存在,将NADV作为D型触发器74LVC574的CLK,可以在NADV的上升沿锁存出独立的地址A[15:0],送给非复用型PSRAM。74LVC574也可以用功能相同的74LVC374代替,两个器件差别仅在于引脚顺序。74LVC574的输入和输出引脚分别摆列在芯片同一测,而74LVC374的输入输出引脚是交错的,因此推荐74LVC574较易于电路板布局。另外两颗74LVC574也可以用一颗16位D型触发器代替,例如:SN74LVTH16374。

68-2.PNG

参考线路
以上推荐硬件连接方式的参考线路图如图3,黄色接口与MCU对接。部分信号在MCU上有多个I/O可
供选择,使用者可以根据自己的应用灵活选择。XMC可用I/O详见AT32系列各产品数据手册中引脚定
义章节,XMC使用设置方式请参考技术手册。
AN0068-5.png






AN0068_PSRAM_SRAM_XMC_HW_advice_ZH_V2.0.0.pdf

384.16 KB

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两只袜子| | 2021-10-1 18:53 | 显示全部楼层
很棒的

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wsnsyy| | 2022-3-16 18:08 | 显示全部楼层
小封装的有办法外扩PSRAM吗?48PIN的

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