从零入手Kinetis系统开发之FlexBus模块

只看该作者 · 2015-3-23 23:49

FlexBus模块，我早在今年年前就写好了并作为开发框架代码的一部分一块上传到了飞思卡尔创意嘉年华小组里了，后来又写了篇FlexBus外扩SRAM的硬件篇，本来作为核心的软件篇早就该写出来了，结果难产到现在，呵呵，有些东西都忘记了，所以又花费了两天时间熟悉了下，又发现了一些包括软件和硬件上的小Bug，总算今天让它新鲜出炉了，enjoy it... ...好了，说了这么多，下面进入正题了：

FlexBus，以前有博友问过我是什么bus，呵呵，其实就是飞思卡尔自己的一种外部总线接口，可以用来扩展诸如外部ROM、SRAM、可编程逻辑器件或者一些从设备之类的，很灵活方便。我个人觉着感觉挺好用的，自己也实际应用了，扩展了一片ISSI的SRAM，用起来还是比较爽的，不过最开始我的硬件设计上有点问题（建议看本篇的时候结合我写的关于FlexBus的硬件篇《说说K60的FlexBus外扩SRAM接口》，有些东西上篇提了我这里就不重点说了），现在给出改进后的硬件反相电路，以前的FB_AD0的频率达到500k bps以上的时候，FB_AD0_B就会跟不上，波形严重失真，严重的时候三极管不能关断，结果造成反相失败，经过如下改进之后加了一个加速电容，减小集电极电阻，又在基极加了泄流电阻，提高了三极管开关导通速率（这些是硬件设计的一些经验，这里需要提一下，咱们这些搞嵌入式开发的，不能老是盯着单片机软件编程这一块，硬件设计很重要，有时候硬件上的一点点改进有可能会提高你的工程质量一个档次），经过测试FB_AD0达到1M以上还是可以正常工作的，不过如果条件允许的话还是建议用非门反相吧，我当初是为了节省板子面积才折衷了三极管的方式，结果造成了很大的困扰，现在在FlexBusClock 20M以下还可以正常使用，再往上就不敢保证了。

只看该作者 · 2015-3-23 23:50

以上是对《说说K60的FlexBus外扩SRAM接口》的那篇博客的补充和更正，呵呵，如果上篇已经熟悉了，就直接跳到该段软件编程部分即可，软件编程部分，感觉还是比较简单的，思路较清晰，需要操作的寄存器较少，只要在初始化阶段设置好几个寄存器就可以任意操作FlexBus总线了，呵呵，下面就着重说说软件编程需要的几个寄存器了：

只看该作者 · 2015-3-23 23:50

（1）FB_CSARn，即片选地址寄存器：

该寄存器即配置相应的外部片选信号FB_CSn的地址范围的（即基地址），即设定BA段为某个基地址，当MCU寻址范围处在该基地址范围的时候，相应的FB_CSn为低电平，选中相应的外设，从而进行进一步的读写操作。当然这里需要着重强调一下，这个基地址范围不是我们随意设置的，由Kinetis的内存映射可以看出来，该基地址只在该范围下有效（以前有过博友问过我这个问题，这个地址不能随便设置的），如下：

只看该作者 · 2015-3-23 23:51

（2）FB_CSMRn，我姑且叫它片选基地址屏蔽寄存器：

之所以叫它基地址屏蔽寄存器主要是BAM字段的作用了，由FB_CSAR寄存器可知，它只受32位总线地址的高16位影响，如果设置FB_CSARn=0x6000_0000，那么在寻址范围在0x6000_0000~0x6000_FFFF的范围内都是有效的（即FB_CSn有效），即FlexBus的最小寻址地址块为2^16=64KB大小，而如果你想要在该基地址范围下寻址更大的范围，嘿嘿，那就要用到BAM字段了，其作用我觉着用英语表达更容易理解，即 Setting a BAM bit causes the corresponding CSAR bit to be a don’t care in the decode，直接这么说估计好些人不明白，那我就用例子说明一下，设置FB_CSAR[BA]=0x6000，FB_CSMR[BAM]=0x0001，则相应的FB_CS的片选范围为0x6000_0000~0x6000_FFFF和0x6001_0000~0x6001_FFFF连续的128KB的空间，即BAM相应位的作用就是屏蔽了BA相应位在寻址译码上的作用。说完这个再说下地址连续性的概念，同样设置FB_CSAR[BA]=0x6000，而FB_CSMR[BAM]=0x0004的话，则相应的FB_CS的片选范围则是0x6000_0000~0x6000_FFFF和0x6004_0000~0x6004_FFFF这两个不连续的128KB的空间，而如果设置FB_CSMR[BAM]=0x0007的话，则寻址范围则为0x6000_0000~0x6007_FFFF这连续512KB的空间，呵呵，这个寄存器作用理解起来有点难，所以说了这么多，还没明白的还是继续啃英文datasheet吧。

最后要说说FB_CSMR[V]这个位段，即片选有效信号，这里值得一提的是，MCU复位之后只有FB_CS0有效，如果需要用到其他的片选信号，则必须先置位FB_CSMR0[V]（注意是CSMR0），然后才能使用其他片选信号。

只看该作者 · 2015-3-23 23:51

（3）FB_CSCRn，即片选控制寄存器：

该寄存器也很重要，涉及到数据端口位数，对齐方式等等，这里就挑我们接下来的软件编程需要的说说。FB_CSCR[PS]，即数据端口大小，跟FB_CSCR[BLS]（对齐方式）配合，决定FlexBus数据总线的端口的分配和大小，我由于采用了8位端口（见我的FlexBus的硬件电路设计篇）所以进行了相应的设计。

只看该作者 · 2015-3-23 23:51

（4）FB_CSPMCR，即FlexBus的引脚复用功能控制寄存器

这个寄存器涉及到一些复用的选择，根据个人实际应用来配置，所以具体内容还是根据datasheet来设置吧，这里就这么一提，琢磨深入的话还是钻进E文研究一番吧，哈哈~

只看该作者 · 2015-3-23 23:52

主要的寄存器都介绍完了，其实还有IO管脚的复用寄存器，不过独属于FlexBus模块，而且在以前的应用中也都用过，这里就不提了，下面废话不多说了，呵呵，直接上代码了，主要是两个函数接口——FlexBus的初始化函数和管脚复用选择函数（具体操作我都已经注释了，有中文有E文的，至于为什么老用E文注释，是因为觉着有的时候用E文注释看起来更明白些，不知道有同感没，嘿嘿）：

/*****************************************************************************************
** Routine: FlexBus_Init(to understand the workfolw, refer to datasheet page714)
** Description: initialize the FlexBus for extern SRAM
            FB_CS    --- chip select(Chip_S0, Chip_S1, Chip_S2, Chip_S3, Chip_S4, Chip_S5)
            BASE_ADDRESS--- the base address for the corresponding chip select
            Port_Size --- data port size(BIT_8, BIT_16, BIT_32)
            Block_Size  --- Block_64KB, Block_128KB, Block_256KB, Block_512KB, Block_1MB
*****************************************************************************************/
void FlexBus_Init(uint8 FB_CS, vuint16* BASE_ADDRESS, uint8 Port_Size, uint8 Block_Size)
{
  // Chip select address resgister
  FB_CSAR_REG(FB_BASE_PTR,FB_CS) = (uint32) BASE_ADDRESS; /* Set base address. */
  // Chip select control register
  FB_CSCR_REG(FB_BASE_PTR,FB_CS) =
                  FB_CSCR_PS(Port_Size)  /* Set port size */
                  | FB_CSCR_AA_MASK
                  | FB_CSCR_ASET(0x1)
//                | FB_CSCR_BLS_MASK    /* Data is right justified on FB_AD, FB_AD[15:0] */
                  | FB_CSCR_WS(0x1) ;
  // Chip select mask register
  /*
* Note: At reset, no chip-select other than FB_CS0 can be used until
* the CSMR0[V] is set. Afterward, FB_CS[5:0] functions as programmed.
  */
/* Set base address mask for corresponding address space */
  FB_CSMR_REG(FB_BASE_PTR,FB_CS) =
                  FB_CSMR_BAM(Block_Size)
                  | FB_CSMR_V_MASK ;       /* Enable cs signal */
}

只看该作者 · 2015-3-23 23:52

下面的函数我根据我的实际板子设计做了些更改，跟我当初上传的不太一样，注意下......
/*****************************************************************************************
** Routine: FlexBus_Pins_Multiplex
** Description: configure the pin muliplexing function according to the above seting
            (FlexBus_Init).
            Default setting: 20MHz FlexBus clock(Be setted in mcg);
                              2M*8bits space address
                              4 chip select signals(cs0, cs1, cs2, cs3)
*****************************************************************************************/
void FlexBus_Pins_Multiplex(void)
{
  // Chip select port multiplexing control register
  FB_CSPMCR = FB_CSPMCR_GROUP1(1)    /* FB_CS1 */
         | FB_CSPMCR_GROUP2(0)    /* FB_CS4 */
         | FB_CSPMCR_GROUP3(0)    /* FB_CS5 */
         | FB_CSPMCR_GROUP4(1)    /* FB_CS2 */
         | FB_CSPMCR_GROUP5(1)    /* FB_CS3 */
         ;
  //SIM_CLKDIV1 |= SIM_CLKDIV1_OUTDIV3(0x3); /* Has been setted in mcg.c file */
  /*
* Configure the pins needed to FlexBus Function (Alt 5)
* this example uses low drive strength settings
  */
  //address
  PORTB_PCR9  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[20]
  PORTB_PCR10 = PORT_PCR_MUX(5);       //  fb_ad[19]
  PORTB_PCR11 = PORT_PCR_MUX(5);       //  fb_ad[18]
  PORTB_PCR16 = PORT_PCR_MUX(5);       //  fb_ad[17]
  PORTB_PCR17 = PORT_PCR_MUX(5);       //  fb_ad[16]
  PORTB_PCR18 = PORT_PCR_MUX(5);       //  fb_ad[15]
  PORTC_PCR0  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[14]
  PORTC_PCR1  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[13]
  PORTC_PCR2  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[12]
  PORTC_PCR4  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[11]
  PORTC_PCR5  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[10]
  PORTC_PCR6  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[9]
  PORTC_PCR7  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[8]
  PORTC_PCR8  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[7]
  PORTC_PCR9  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[6]
  PORTC_PCR10 = PORT_PCR_MUX(5);       //  fb_ad[5]
  PORTD_PCR2  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[4]
  PORTD_PCR3  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[3]
  PORTD_PCR4  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[2]
  PORTD_PCR5  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[1]
  PORTD_PCR6  = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[0]
  //data
  PORTB_PCR20 = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[31] used as d[7]
  PORTB_PCR21 = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[30] used as d[6]
  PORTB_PCR22 = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[29] used as d[5]
  PORTB_PCR23 = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[28] used as d[4]
  PORTC_PCR12 = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[27] used as d[3]
  PORTC_PCR13 = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[26] used as d[2]
  PORTC_PCR14 = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[25] used as d[1]
  PORTC_PCR15 = PORT_PCR_MUX(5);          //  fb_ad[24] used as d[0]
  // Default control signals(base on numbers of your peripheral devices or functions)
  PORTB_PCR19 = PORT_PCR_MUX(5);          // fb_oe_b
  PORTC_PCR11 = PORT_PCR_MUX(5);          // fb_rw_b
  PORTD_PCR1  = PORT_PCR_MUX(5);          // fb_cs0_b
  PORTD_PCR0  = PORT_PCR_MUX(5);          // fb_cs1_b
  PORTC_PCR18 = PORT_PCR_MUX(5);          // fb_cs2_b
  PORTC_PCR19 = PORT_PCR_MUX(5);          // fb_cs3_b
}

只看该作者 · 2015-3-23 23:52

函数接口写好了，下面就需要在app函数里调用了，我这里改写了个测试程序（由官方例程改变而成，如有巧合，实属必然，哈哈），最后是运行之后的效果，可以明显的看到，写进去的数据与读出的数据相符合，测试成功，呵呵，其实有条件的可以看看FB_CSn等几个重要操作信号的波形，那样更直观些，嘿嘿~
/****************************************************************************************************
vuint8 wdata8 = 0x00;
vuint8 rdata8 = 0x00;
vuint16 wdata16 = 0x00;
vuint16 rdata16 = 0x00;
vuint32 wdata32 = 0x00;
vuint32 rdata32 = 0x00;
void main(void)
{
  //---------------insert your code in the following
  uint16 n;
  FlexBus_Init(Chip_S0,&K60_SRAM_START_ADDRESS,BIT_8,Block_1MB);
  FlexBus_Pins_Multiplex();
  EnableInterrupts;
  while(1)
  {
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");
asm("nop");
/* write 8bit data to sram */
wdata8=0xA5;                                  //data to write to mram
*(vuint8*)&K60_SRAM_START_ADDRESS = wdata8;       //write
//rdata8=0x00;                                  //clear data variable;
rdata8=(*(vuint8*)&K60_SRAM_START_ADDRESS);          //read
/* write 16bit data to sram */
wdata16=0x1234;                            //data to write to mram
*(vuint16*)(&K60_SRAM_START_ADDRESS) = wdata16; //write
// rdata16=0x00;                               //clear data variable;
rdata16=(*(vuint16*)(&K60_SRAM_START_ADDRESS)); //read
/* write 32bit data to sram */
wdata32=0x87654321;                   //data to write to mram
*(vuint32*)(&K60_SRAM_START_ADDRESS) = wdata32; //write
//rdata32=0x00;                                  //clear data variable;
rdata32=(*(vuint32*)(&K60_SRAM_START_ADDRESS)); //read
  }
}