??? 摘? 要: 介紹了內存的SPD規(guī)范及其硬件接口類型和數(shù)據(jù)組織結構,實現(xiàn)了在嵌入式系統(tǒng)" title="嵌入式系統(tǒng)">嵌入式系統(tǒng)中對不同內存的識別與配置,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,方便更換和檢測。具體實例詳細描述了嵌入式系統(tǒng)中內存的自動配置過程。?
??? 關鍵詞: SPD? I2C? 嵌入式系統(tǒng)? MPC824X
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??? 在嵌入式系統(tǒng)設計中經常用大容量的SDRAM,存放RTOS和數(shù)據(jù)。這時用戶可以有兩種選擇:一種是選用合適的內存芯片自己布線,把整個SDRAM做到嵌入式系統(tǒng)的PCB板上,這種方法在小系統(tǒng)中經常采用;另一種就是選用現(xiàn)成的內存條" title="內存條">內存條(如筆記本電腦上常用的DIMM內存),現(xiàn)成的內存條不僅容量大,而且由于用量大,價格也相對便宜。另外現(xiàn)成的內存條還節(jié)省了PCB布線空間,縮小嵌入式系統(tǒng)的內存體積,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,方便更換和檢測。筆記本內存的型號和種類很多,采購時也可能來自多個廠家。為了使各種內存條在嵌入式系統(tǒng)都能正常使用,就需要系統(tǒng)的BOOT程序能進行自動識別" title="自動識別">自動識別和配置,按照SPD(SDRAM Serial Presence Detect Specification)規(guī)范正確讀取內存參數(shù),另外根據(jù)內存參數(shù)配置SDRAM控制器。?
1 SPD規(guī)范及數(shù)據(jù)格式?
??? 內存的SPD規(guī)范是SDRAM控制器參數(shù)配置的主要依據(jù),在SPD規(guī)范中定義了單面或雙面DRAM的詳細參數(shù),如內存的大小、數(shù)據(jù)位、行列地址的寬度、邏輯Bank數(shù)和物理Bank等。這些數(shù)據(jù)存放在EEPROM芯片中,詳細描述了內存條的各種參數(shù)。?
??? 存放內存參數(shù)的是一個兩線制" title="兩線制">兩線制的串行EEPROM芯片,接口類型符合I2C協(xié)議。I2C協(xié)議是Philips公司制定的兩線制的串行數(shù)據(jù)傳輸標準,數(shù)據(jù)的讀寫通過一根時鐘線和一根數(shù)據(jù)線實現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸有其嚴格的格式,一個數(shù)據(jù)幀由起始位、器件地址、應答位、數(shù)據(jù)地址、傳輸數(shù)據(jù)和結束位構成,可以允許多個器件分主從模式進行傳輸。其數(shù)據(jù)傳輸時序如圖1所示。主控制器" title="主控制器">主控制器讀寫數(shù)據(jù)的格式如圖2所示。?
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??? 內存的SPD一般要求EEPROM帶有2Kbit的存儲空間,用于存放內存的配置參數(shù),而硬件電路接口是I2C接口。要讀取內存參數(shù),主控制器必須能按照I2C協(xié)議進行通信,進行數(shù)據(jù)的讀操作。另外還需知道EEPROM的數(shù)據(jù)存放格式及其含義。SPD規(guī)范中對存放的數(shù)據(jù)進行了詳細的說明和定義。以PC133-333為例詳細說明挑選配置時用到的參數(shù),如表1所示。用戶只需把相應地址中的值讀出來,對照規(guī)范中的說明即可知道內存的詳細參數(shù)。?
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2 卡的自動識別和配置過程?
??? 下面以Motorola公司的MPC824XCPU為例介紹內存的識別和配置過程。MPC824X是一款功能強大的嵌入式處理器,它由603E核107橋構成。107橋有很豐富的控制接口模塊,如SDRAM控制器、EPIC、UART、I2C控制器等,很方便與外圍電路接口。嵌入式系統(tǒng)板中數(shù)據(jù)量很大,至少要用到256MB內存。為了方便各種廠家的內存型號進行混插使用,需要編寫內存自動識別和配置程序,把需要配置的數(shù)據(jù)從EEPROM讀出,然后根據(jù)SPD協(xié)議轉換成內存的配置參數(shù)。這個配置過程必須在系統(tǒng)上電后立即運行,為后面的RTOS運行做準備。內存初始化參數(shù)包括行列地址寬度、邏輯Bank數(shù)、物理Bank的大小。因為MPC824X內有I2C控制器,所以可以直接與SPD連接,通過軟件的初始化,配置好I2C控制器,程序流程如圖3。?
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??? 相關代碼及注釋:?
??? /*配置分頻系數(shù)、模塊使能*/?
??? mpc107_i2c_start();
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??? /*設置控制器為發(fā)送模式*/?
??? sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN ?
??? | MPC107_CCR_MSTA | MPC107_CCR_MTX );
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????/*送器件地址,置寫標志*/?
??? sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CDR,0xa0);?
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??? /*等待傳輸結束*/?
??? i2c_wait();
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??? /*送數(shù)據(jù)地址*/?
??? sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CDR,0x0);
?
??? /*等待傳輸結束*/?
??? i2c_wait();
?
??? /*再次發(fā)送start位*/?
??? sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN?
?? |MPC107_CCR_MSTA|MPC107_CCR_MTX|MPC107_CCR_RSTA);
?
??? /*送器件地址,置讀標志*/?
??? sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CDR,0xa1); ?
?
??? /*等待傳輸結束*/?
??? i2c_wait();?
?
??? /*發(fā)送應答位*/?
??? sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN?
??? |MPC107_CCR_MSTA | MPC107_CCR_TXAK);?
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??? /*做一次假讀操作*/?
??? sysEUMBBARRead(MPC107_I2CDR);?
??? /*發(fā)送應答*/?
????sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN |?
??? MPC107_CCR_TXAK);?
?
??? /*讀數(shù)據(jù)*/?
??? data[i] = sysEUMBBARRead( MPC107_I2CDR);?
?
??? /*配置MCCR寄存器*/?
??? sys107RegWrite(MCCR_ADD,T_DATA);?
??? 其它寄存器按此順序配置。?
參考文獻?
1 intel PC SDRAM Serial Presence Detect (SPD) Specification?
2 24C02 datasheet?
3 MPC8240 Integrated Processor User＇s Manual