1. SDRAM介绍

存储器类型

1.1 SDRAM简介

• Synchronous Dynamic Random Access Memory(同步动态随机访问存储器)

• 同步：内存工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准

• 动态：存储阵列 需要不断的刷新来保证数据不丢失

• 随机：数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写

• 优点：容量大、读写速度快、价格相对便宜

• 缺点：控制逻辑复杂

定位存储单元

• 存储空间被划分为4个Bank
• 容量：81925124*16 = 32 MB
• SDRAM寻址：
  • 指定BANK
  • 该BANK中选择对应行与列

SDRAM寻址

SDRAM存储单元

• SDRAM存储数据是利用电容的充放电特性以及保持电荷的能力。需要周期性刷新。
• 行地址与列地址选通使得存储电容与数据线导通，从而可进行放电（读取）与充电（写入）操作。

1.2 SDRAM 操作命令

• CS引脚为高电平，表示“命令禁止”(COMMAND INHIBIT)
• 其中，H表示高电平，L表示低电平，X表示任意电平

NO-Operation

• 空操作命令，用于选中SDRAM，防止SDRAM接受错误的命令，为接下来的命令发送做准备。

Active（用于存储单位寻址）

• 激活命令，该命令必须在读写操作之前被发送，用于设置所需要的BANK和行地址（同时设置），BANK地址由BS0(BA0)，BS1(BA1)决定，行地址由A0~12决定。

• ① 通过指令线发送行有效命令，其中RAS线为低电平
• ② 通过BA线和A线决定发送的BANK地址和行地址

Read / Write

• 读 / 写命令，在发送完激活命令后， 再发送列地址就可以完成对SDRAM的寻址，并进行读写操作。读/写命令和列地址的发送，是通过一次传输完成的。

• ① 通过指令线发送读/写命令,WE信号控制读(高)/写(低)命令，CAS线为低电平
• ② 通过A线决定发送的列地址，使用到A[8:0]，A10线用于控制预充电(高电平使能，低电平关闭)
• 注意:DQM线表示有效的DQ数据线

Precharge

• 预充电指令，用于关闭BANK中所打开的行地址，准备打开新行。
• 进行完读写操作后，要对同一BANK的另一行进行寻址，就要将原来有效(打开)的行关闭，重新发送行/列地址。

Refresh

刷新指令，用于刷新一行数据，可以依次对所有的行进行刷新操作。

有两种方式（发送Refresh命令时，由CKE引脚决定）：
① 自动刷新（Auto Refresh）高电平
② 自我刷新（Self Refresh） 低电平

自动刷新：

• 依靠刷新计数器(行地址生成器)自动依次生成要刷新的行地址。
• 刷新周期（完成一次所有行的刷新所需要的时间）：64ms
• 刷新过程中，所有Bank停止工作
• 刷新时间：9个CLK

自我刷新：

• 用于休眠低功耗状态下的数据保存。（发出AR命令后，将CKE至于无效状态(低电平)）
• 进入自我刷新模式后，不再依靠系统时钟工作，根据内部时钟进行刷新操作。
• CKE高电平时退出自刷新模式进入正常操作模式

Mode Register Set

设置模式寄存器。SDRAM芯片内部有一个逻辑控制单元，控制单元的相关参数由模式寄存器提供。该命令在每次对SDRAM进行初始化时都需要用到。

1.3 SDRAM工作流程介绍

SDRAM初始化

写操作
单次写并自动预充电

读操作
单次读并自动预充电

2. FMC介绍

FMC，灵活的存储控制器，能驱动SRAM、NOR/NAND Flash以及SDRAM等存储器

SDRAM控制器特点：

• 两个SDRAM存储区域，可独立配置
• 支持8/16/32位数据总线宽度
• 支持13位行地址，11位列地址，4个内部存储区域
• 支持字、半字和字节访问
• 自动进行行和存储区域边界管理
• 多存储区域乒乓访问
• 可编程时序参数
• 支持自动刷新操作，可编程刷新速率
• 自刷新模式
• 读FIFO可缓存

2.1 FMC-SDRAM 引脚说明介绍

2.2 外部器件地址映射

使用FMC外接存储器，其存储单元是映射到STM32的内部寻址空间的。
FMC有两个存储块用来连接SDRAM器件（每个存储区域一个器件）.

2.3 SDRAM相关寄存器

控制寄存器（FMC_SDCRx）

包含每个SDRAM存储区域的控制参数（F429）

时序寄存器（FMC_SDTRx）

包含每个SDRAM存储区域的时序参数，时钟周期指的是SDRAM时钟周期，F429为11.1ns

命令模式寄存器（FMC_SDCMR）

包含访问SDRAM设备时所发出的命令

刷新定时器寄存器（FMC_SDRTR）

用来设置刷新循环之间的刷新速率

SDRAM接收读请求后若出现内部刷新请求，必须将刷新速率增加20个SDRAM时钟周期，获得充足余量。

2.4 FMC SDRAM 相关HAL驱动

FMC SDRAM HAL库相关结构体：

SDRAM_HandleTypeDef

typedef struct 
{ 
	FMC_SDRAM_TypeDef 			*Instance; 	/* 寄存器基地址*/ 
	FMC_SDRAM_InitTypeDef 		Init; 			/* SDRAM初始化结构体 */ 	
	__IO HAL_SDRAM_StateTypeDef 	State; 		/* SDRAM访问状态 */ 	
	HAL_LockTypeDef 				Lock; 		/* SDRAM锁对象 */
	DMA_HandleTypeDef 			*hdma;		/* DMA控制结构体 */
} SDRAM_HandleTypeDef;

FMC_SDRAM_TimingTypeDef

typedef struct 
{ 
	uint32_t		LoadToActiveDelay; 	/* TMRD 加载模式寄存器命令或刷新命令后的延迟*/ 
	uint32_t		ExitSelfRefreshDelay; 	/* TXSR 自刷新命令到发出激活命令之间的延迟 */ 	
	uint32_t 		SelfRefreshTime; 		/* TRAS 自刷新周期 */ 	
	uint32_t 		RowCycleDelay; 		/* TRC (刷新和激活/两个相邻刷新)命令之间的延迟 */
	uint32_t		WriteRecoveryTime;	/* TWR 写命令和预充电命令之间的延迟 */
	uint32_t 		RPDelay; 				/* TRP 预充电命令与其他命令之间的延迟 */
	uint32_t		RCDDelay;			/* TRCD 激活命令与读写命令之间的延迟 */
} FMC_SDRAM_TimingTypeDef;

FMC_SDRAM_CommandTypeDef

typedef struct 
{ 
	uint32_t		CommandMode; 			/* 命令类型（7种） */ 
	uint32_t		CommandTarget; 			/* 目标SDRAM存储区域 */ 	
	uint32_t 		AutoRefreshNumber; 		/* 自刷新次数（发送自动刷新命令才有效） */ 
	uint32_t		ModeRegisterDefinition; 	/* SDRAM模式寄存器内容（发送MRS命令） */
} FMC_SDRAM_CommandTypeDef;

• 设置自刷新时，AutoRefreshNumber要设置为8
• 设置模式寄存器，ModeRegisterDefinition要设置为

3. SDRAM驱动步骤

直接指定变量存储到SDRAM空间

uint16_t g_test_buffer[250000] __attribute__((at(SDRAM_BASE_ADDR)));
g_test_buffer[i] = i;