利用SPD实现嵌入式系统中内存的自动识别和配置

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:介绍了内存的SPD规范及其硬件接口类型和数据组织结构,实现了在嵌入式系统中对不同内存的识别与配置,提高了系统的稳定性,方便更换和检测。具体实例详细描述了嵌入式系统中内存的自动配置过程。 关键词:SPD I2C 嵌入式系统 MPC824X 在嵌入式系统设计中经常用大容量的SDRAM,存放RTOS和数据。这时用户可以有两种选择:一种是选用合适的内存芯片自己布线,把整个SDRAM做到嵌入式系统的PCB板上,这种方法在小系统中经常采用;另一种就是选用现成的内存条(如笔记本电脑上常用的DIMM内存),现成的内存条不仅容量大,而且由于用量大,价格也相对便宜。另外现成的内存条还节省了PCB布线空间,缩小嵌入式系统的内存体积,提高系统的稳定性,方便更换和检测。笔记本内存的型号和种类很多,采购时也可能来自多个厂家。为了使各种内存条在嵌入式系统都能正常使用,就需要系统的BOOT程序能进行自动识别和配置,按照SPD(SDRAM Serial Presence Detect Specification)规范正确读取内存参数,另外根据内存参数配置SDRAM控制器。 图1 数据传输时序 1 SPD规范及数据格式 内存的SPD规范是SDRAM控制器参数配置的主要依据,在SPD规范中定义了单面或双面DRAM的详细参数,如内存的大小、数据位、行列地址的宽度、逻辑Bank数和物理Bank等。这些数据存放在EEPROM芯片中,详细描述了内存条的各种参数。 存放内存参数的是一个两线制的串行EEPROM芯片,接口类型符合I2C协议。I2C协议是Philips公司制定的两线制的串行数据传输标准,数据的读写通过一根时钟线和一根数据线实现。数据传输有其严格的格式,一个数据帧由起始位、器件地址、应答位、数据地址、传输数据和结束位构成,可以允许多个器件分主从模式进行传输。其数据传输时序如图1所示。主控制器读写数据的格式如图2所示。 图2 主控制读写数据的格式 内存的SPD一般要求EEPROM带有2Kbit的存储空间,用于存放内存的配置参数,而硬件电路接口是I2C接口。要读取内存参数,主控制器必须能按照I2C协议进行通信,进行数据的读操作。另外还需知道EEPROM的数据存放格式及其含义。SPD规范中对存放的数据进行了详细的说明和定义。以PC133-333为例详细说明挑选配置时用到的参数,如表1所示。用户只需把相应地址中的值读出来,对照规范中的说明即可知道内存的详细参数。 表1 PC133-333配置时用到的参数 字节地址 定 义 PC133参数值 备 注 0 厂商使用的字节数 80h 使用了128字节 1 EEPROM存储容量 08h 256字节 2 内存类型 04h SDRAM 3 行地址位数 0ch 12位行地址 4 列地址位数 09h 9位列地址 5 排数 02h 两排 6 数据宽度(低字节) 40h 64位宽度 7 数据宽度(高字节) 00h   8 信号电平 01h LVTTL 9 SDRAM最高时钟频率 75h Tclk=7.5ns 10 SDRAM访问时间 54h Tac=5.4nc 11 配置类型 00h 不支持校验纠错 12 刷行率/类型 80h 15.6μs/自刷新 13 最小SDRAM颗粒数据宽度 08h 8位 16 支持地猝发传输长度 8Fh 1,2,4,8 17 逻辑bank数 04h 4banks 18 CAS延迟 06h CL=2,3 23 SDRAM时钟(2的最大指数倍) A0h Tclk=10ns 24 SDRAM访问时间(2的最大指数倍) 60h Tac=6ns 34 输入数据建立时间 15h 1.5ns 35 输入数据保持时间 08h 0.8ns 62 SPD版本号 12h Rev.1.2 其它 不详述(见SPD规范手册)     2 卡的自动识别和配置过程 下面以Motorola公司的MPC824XCPU为例介绍内存的识别和配置过程。MPC824X是一款功能强大的嵌入式处理器,它由603E核107桥构成。107桥有很丰富的控制接口模块,如SDRAM控制器、EPIC、UART、I2C控制器等,很方便与外围电路接口。嵌入式系统板中数据量很大,至少要用到256MB内存。为了方便各种厂家的内存型号进行混插使用,需要编写内存自动识别和配置程序,把需要配置的数据从EEPROM读出,然后根据SPD协议转换成内存的配置参数。这个配置过程必须在系统上电后立即运行,为后面的RTOS运行做准备。内存初始化参数包括行列地址宽度、逻辑Bank数、物理Bank的大小。因为MPC824X内有I2C控制器,所以可以直接与SPD连接,通过软件的初始化,配置好I2C控制器,程序流程如图3。 相关代码及注释: /*配置分频系数、模块使能*/ mpc107_i2c_start();   /*设置控制器为发送模式*/ sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN | MPC107_CCR_MSTA | MPC107_CCR_MTX );   /*送器件地址,置写标志*/ sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CDR, 0xa0);   /*等待传输结束*/ i2c_wait();   /*送数据地址*/ sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CDR, 0x0);   /*等待传输结束*/ i2c_wait();   /*再次发送start位*/ sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR, MPC107_CCR_MEN |MPC107_CCR_MSTA|MPC107_CCR_MTX|MPC107_CCR_RSTA);   /*送器件地址,置读标志*/ sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CDR, 0xa1); /*等待传输结束*/ i2c_wait();   /*发送应答位*/ sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN |MPC107_CCR_MSTA | MPC107_CCR_TXAK);   /*做一次假读操作*/ sysEUMBBARRead(MPC107_I2CDR); /*发送应答*/ sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN | MPC107_CCR_TXAK);   /*读数据*/ data = sysEUMBBARRead(MPC107_I2CDR);   /*配置MCCR寄存器*/ sys107RegWrite(MCCR_ADD,T_DATA); 其它寄存器按此顺序配置。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/embed/200703/11805.html
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