【经验】解析雅特力AT32 MCU SDRAM控制器的使用
本文中将为大家解析雅特力AT32 MCU SDRAM控制器的使用。
SDRAM介绍
同步动态随机存储器（SDRAM）特点：
同步：memory工作时需要同步时钟
动态：存储阵列需要不断刷新
随机：自由指定地址读写数据
容量大价格便宜
SDRAM存储结构
SDRAM支持多BANK，通过指定BANK号，行地址，列地址找到目标存储单元。
图1 存储结构
SDRAM信号线
SDRAM内部框图
如下以W9825G6KH内部框图举例：
图2 W9825G6KH框图
1时钟控制
2命令控制
3地址控制
4存储阵列，4个BANK
5数据
SDRAM常用命令表
SDRAM通过信号线上的不同状态来产生各种命令。
表1 SDRAM命令表
注意：L=Low Level H=High Level X=don't Care
A10=H表示Precharge all bank，A10=L表示Precharge选择的BANK
No-Operation表示选中当前设备，当前没有操作。
Bank/Row active在对SDRAM进行读写时，需要先激活对应的bank和行，该命令用于选择一个bank的一行进行激活，以便接下来进行读写访问。
Read激活的行有效之后，对列地址进行寻址，读出数据。
Write激活的行有效之后，对列地址进行寻址，写入数据。
Precharge预充电命令，在某一行上的读写完成之后，关闭现有的行，准备激活新行。
Refresh刷新命令，SDRAM需要不断的刷新操作才能保存数据，根据SDRAM设备参数按照固定周期进行刷新。
Load Mode Register加载模式寄存器，修改SDRAM设备的功能参数，burst模式，latency等。
图3 mode register
SDRAM Power On Sequence
图4 SDRAM Power On
AT32 SDRAM控制器
SDRAM控制器主要特点如下：
同时支持两个SDRAM设备
支持8位/16位数据总线宽度
支持13位行地址，11位列地址(最大可以支持4x16Mx16bit=128MB)
支持4个内部Bank
支持word/half word/byte访问
支持Burst Read，有6x32bit读FIFO缓存
SDRAM时钟支持HCLK/2, HCLK/3, HCLK/4
支持低功耗模式（自刷新模式，掉电模式）
地址映射
图5 SDRAM地址映射
SDRAM Device1起始地址：0xC0000000SDRAM Device2起始地址：0xD0000000
I/O引脚配置
表2 SDRAM IO引脚列表
使用SDRAM IO引脚初始化如下，可根据具体使用引脚进行修改：
SDRAM读写时序
写SDRAM时序
读SDRAM时序
SDRAM配置
通过配置寄存器SDRAM_CTRLx来设置SDRAM设备的容量，访问方式等，详细信息可参考RM。此寄存器包括如下配置：(W9825G6KH作为示例)
行地址/列地址配置
行地址和列地址根据SDRAM设备地址位数进行配置，如下示例：
数据总线宽度
根据SDRAM设备支持数据总线宽度进行配置，如下示例支持16bit数据宽度：
内部区块个数
SDRAM设备支持内部bank个数：
列地址选通延迟(CAS)
SDRAM设备支持延迟：
写保护配置（WRP）
如果配置了写保护，在写SDRAM设备时会参数Bus error。
XMC_SDCLK时钟分频（CLKDIV）
BSTR（连续读）
RD（读延时）
配置代码例程：
SDRAM时序参数配置
要正常使用SDRAM设备，需要正确配置此部分的实现参数，此参数可在SDRAM设备的datasheet中找到对应值。
配置寄存器SDRAM_TMx：
TMRD（加载模式寄存器到激活延迟）
TXSR（退出自刷新延迟）
TRAS（自刷新周期）
TRC（刷新命令到激活命令延迟）
TWR（写命令到预充电命令延迟）
TRP（预充电到激活命令延迟）
TRCD（行激活到列延迟）
例TRCD：最小18ns，SDRAM时钟144MHz，一个SDRAM时钟大约为7ns，因此TRCD至少要配置为延迟3个SDRAM时钟周期。
例TWR：SDRAM设备要求2个SDRAM时钟，因此配置为2
SDRAM设备对时序要求：（W9825G6KH作为示例）
配置代码例程：
SDRAM启动序列配置
Clock enable时钟使能
预充电
设置刷新计数器
计算方法：counter=(SDRAM resfresh period / number of rows)-20;
刷新速率=64ms/8K=7.8125us;
counter=7.8125us*144MHz–20=1105;
自动刷新
加载模式寄存器
SDRAM例程
SDRAM Basic
此例程配置SDRAM设备之后，对SDRAM设备进行读写操作，并判断读写数据是否正确，包括如下步骤：
GPIO初始化
SDRAM配置
SDRAM启动序列
SDRAM读写访问
SDRAM DMA
此例程配置SDRAM设备之后，使用对SDRAM设备进行读写操作，并判断读写数据是否正确，包括如下步骤：
GPIO初始化（同SDRAM Basic）
SDRAM配置（同SDRAM Basic）
SDRAM启动序列（同SDRAM Basic）
SDRAN DMA读写
关于雅特力
雅特力科技于2016年成立，是一家致力于推动全球市场32位微控制器(MCU)创新趋势的芯片设计公司，专注于ARM ®Cortex®-M4/M0+的32位微控制器研发与创新，全系列采用55nm先进工艺及ARM® Cortex®-M4高效能或M0+低功耗内核，缔造M4业界最高主频288MHz运算效能，并支持工业级别芯片工作温度范围(-40°~105°)。
雅特力目前已累积相当多元的终端产品成功案例：如微型打印机、扫地机、光流无人机、热成像仪、激光雷达、工业缝纫机、伺服驱控、电竞周边市场、断路器、ADAS、T-BOX、数字电源、电动工具等终端设备应用，广泛地覆盖5G、物联网、消费、商务及工控等领域。
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