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EMC之SDRAM

2019-07-12 14:01发布

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EMC作为一个外部存储接口，使其为MCU追求大容量、高速度成为可能。作为比较常用的外部存储芯片SDRAM，其相对复杂的数据传输时序，在拥有EMC之后，又会出现那些问题，今天就谈一下它们之间的那些事。

         恩智浦（NXP）公司生产的这款LPC1788芯片带有控制外部存储的控制器，它是一个多端口存储外设，它支持异步静态存储设备，如RAM、ROM和Flash，也支持单数据速率传输的SDRAM这种动态存储器。该控制器带有26根地址线，32根数据线。其支持4块静态存储片选地址映射和4块动态存储片选地址映射。下图是EMC接口在内存映射的位置。


        EMC与外部的动态存储器相连时，其占用的地址线相对来说是比较少的，这还是跟动态存储器的这种存储结构是有一定关系的。就拿SDRAM来说，其内部存储是按行列分布的，如下图所示，就像表格一样，有对应的行地址和列地址，每一个小方格就是一个存储单元。在对其寻址时，需要先进行行地址寻址，再进行列地址寻址，才选择出确定的操作单元。所以其行列地址线是可以分时复用，这也就决定了其占用的地址线较少。




◆   EMC为动态存储器提供了引脚完成对应的信号传输   ◆   EMC_D[31:0]: 数据线；
EMC_A[14:0]：地址线；
EMC_CLK:为SDRAM提供时钟；
EMC_CKE：SDRAM的时钟使能位；
EMC_DQM[3:0]：数据掩码信号；
EMC_RAS：SDRAM行地址选通脉冲信号；
EMC_CAS：SDRAM列地址选通脉冲信号
EMC_DYCS[3:0]：SDRAM的片选信号；
EMC_WE：SDRAM写使能。

         当动态存储器件的引脚连接到EMC上后，就需要对EMC的寄存器来进行配置。可以看到对于SDRAM，有很多的关于时间参数配置的寄存器，需要根据实际连接的外部存储器件来进行相应的配置。当然，这些时间参数在外部存储器件的数据手册中都是可以找着的。 

         但我们也不能掉以轻心，一些错误的时间配置可能导致数据传输无法完成，严重的可能导致动态存储器内部数据丢失。对于动态存储器件来说，其需要不断进行刷新才能保存数据，这是它很重要的操作，所以刷新时间的配置是很重要的。对于常用的SDRAM 芯片IS42S16400来说，在其数据手册中找到下图这样一个时间参数，它的意思就是说刷新4096次需要的时间是64ms，也就是说刷新一次的时间是15.625us，如果刷新的周期比这个大的话，SDRAM就无法保存数据。而对于LPC1788 EMC模块，它就有这样一个时间参数寄存器EMCDynamicRefresh，它可以用来设置SDRAM刷新一次的时间。



         由于寄存器是以EMC的时钟作为基准的，所以这个刷新时间的设置还跟EMC的时钟有关，在配置的过程中，根据当前时钟计算一下，以免出现错误。对于连有多个动态外部存储芯片，而他们是共用这一个刷新时间的，这时候就要根据各个数据手册中要求的刷新周期，以每次刷新时间最短的为准，这样才能保证都能在规定的时间内完成刷新。同时对于支持热复位的情况下，也要注意一下，由于热复位期间，EMC的时钟发生变化，这时候的刷新周期也就有所变化，在配置过程中，也要考虑到上面的情况。

         对于其他的时间参数，可以对照EMC关于时间参数配置的寄存器和对应的外部存储芯片的数据手册，完成正确的配置，当EMC配置完成之后，就可以通过访问总线地址来访问外部存储。

         EMC实现的这种与外部存储数据传输方式，会在以后的嵌入式产品中应用越来越广泛，它为小容量MCU提供了新的契机。