Tiny6410之重定位代码到SDRAM

在上一章中，将代码重定位到了SRAM中，但是这样的做法作用不大。正确的做法的是将代码重定位到更大的主存中，即DRAM。Tiny6410的DRAM控制寄存器最多只能支持两个同一类型的芯片。每个芯片最多可分配256MB的地址空间，所有的芯片在相同的端口共享所有的引脚，除了时钟启动信号和片选信号。

通过原理图

DRAM的地址为0x50000000

通过原理图可知SDRAM的使用的是K4X1G163PE-L(F)E/GC6。通过查看该芯片的数据手册可知道，如何启动SDRAM控制寄存器。

SDRAM  初始化顺序
　　上电复位时，软件必须初始化 DRAM 控制器，SDRAM 的每一项都连接到 DRAM 控制器?仅以 SDRAM 的数据表为启动程序
1 1 ． M DRAM  控制器初始化顺序
（1）以 ‘3’b100’ 执行 memc_cmd，使得 DRAM 控制器输入‘配置’状态
（2）写存储器时间参数，芯片配置和 ID 配置寄存器
（3）等待 200μs 来使 SDRAM 电源和时钟稳定?当 CPU 开始工作时，电源和时钟已经被稳定下来
（4）执行存储器初始化顺序
（5）以 ‘3’b000’ 执行 memc_cmd，使得 DRAM 控制器输入‘准备’状态
（6）在 memc_stat 中检查存储器状态域，直到存储器状态变为 ‘2’b01’ ，即‘准备’

DDR/ 移动  M DDR SDRAM  初始化顺序
（1）在 direct_cmd，以‘ 2’b10 ’执行 mem_cmd，使得 DRAM 控制器产生‘NOP’存储器命令
（2）在 direct_cmd，以‘ 2’b00 ’执行 mem_cmd，使得 DRAM 控制器产生‘Prechargeall’存储器命令
（3）在 direct_cmd，以‘ 2’b11 ’执行 mem_cmd，使得 DRAM 控制器产生‘Autorefresh’存储器命令
（4）在 direct_cmd，以‘ 2’b10 ’执行 mem_cmd，使得 DRAM 控制器产生‘MRS’存储器命令
EMRS 块地址必须被设置
（5）在 direct_cmd，以‘ 2’b10 ’执行 mem_cmd，使得 DRAM 控制器产生‘MRS’存储器命令
MRS 块地址必须被设置
（6）在 direct_cmd，以‘ 2’b11 ’执行 mem_cmd，使得 DRAM 控制器产生‘Autorefresh’存储器命令
（7）在 direct_cmd，以‘ 2’b11 ’执行 mem_cmd，使得 DRAM 控制器产生‘Autorefresh’存储器命令
（8）在 direct_cmd，以‘ 2’b11 ’执行 mem_cmd，使得 DRAM 控制器产生‘Prechargeall’存储器命令

具体代码如下:

//Tiny6410Addr.h
#ifndef _Tiny6410Addr_H
#define _Tiny6410Addr_H
//GPK 
#define GPKIO_BASE (0x7F008800)
#define rGPKCON0 (*((volatile unsigned long *)(GPKIO_BASE+0x00)))
#define rGPKDAT  (*((volatile unsigned long *)(GPKIO_BASE+0x08)))

//CLOCK
#define APLL_LOCK (*((volatile unsigned long *)0x7E00F000))
#define MPLL_LOCK (*((volatile unsigned long *)0x7E00F004))
#define EPLL_LOCK (*((volatile unsigned long *)0x7E00F008))
#define OTHERS    (*((volatile unsigned long *)0x7e00f900))
#define CLK_DIV0  (*((volatile unsigned long *)0x7E00F020))
#define APLL_CON  (*((volatile unsigned long *)0x7E00F00C))
#define MPLL_CON  (*((volatile unsigned long *)0x7E00F010))
#define CLK_SRC   (*((volatile unsigned long *)0x7E00F01C))



//GPA /uart
#define ULCON0     (*((volatile unsigned long *)0x7F005000))
#define UCON0      (*((volatile unsigned long *)0x7F005004))
#define UFCON0     (*((volatile unsigned long *)0x7F005008))
#define UMCON0     (*((volatile unsigned long *)0x7F00500C))
#define UTRSTAT0   (*((volatile unsigned long *)0x7F005010))
#define UFSTAT0    (*((volatile unsigned long *)0x7F005018))
#define UTXH0      (*((volatile unsigned char *)0x7F005020))
#define URXH0      (*((volatile unsigned char *)0x7F005024))
#define UBRDIV0    (*((volatile unsigned short *)0x7F005028))
#define UDIVSLOT0  (*((volatile unsigned short *)0x7F00502C))
#define GPACON     (*((volatile unsigned long *)0x7F008000))


//SDRAM
#define P1MEMCCMD    (*((volatile unsigned long *)0x7e001004))
#define P1REFRESH    (*((volatile unsigned long *)0x7e001010))
#define P1CASLAT    (*((volatile unsigned long *)0x7e001014))
 
#define MEM_SYS_CFG    (*((volatile unsigned long *)0x7e00f120))
#define P1MEMCFG    (*((volatile unsigned long *)0x7e00100c))
#define P1T_DQSS    (*((volatile unsigned long *)0x7e001018))
#define P1T_MRD        (*((volatile unsigned long *)0x7e00101c))
#define P1T_RAS        (*((volatile unsigned long *)0x7e001020))
#define P1T_RC        (*((volatile unsigned long *)0x7e001024))
#define P1T_RCD        (*((volatile unsigned long *)0x7e001028))
#define P1T_RFC        (*((volatile unsigned long *)0x7e00102c))
#define P1T_RP        (*((volatile unsigned long *)0x7e001030))
#define P1T_RRD        (*((volatile unsigned long *)0x7e001034))
#define P1T_WR        (*((volatile unsigned long *)0x7e001038))
#define P1T_WTR        (*((volatile unsigned long *)0x7e00103c))
#define P1T_XP        (*((volatile unsigned long *)0x7e001040))
#define P1T_XSR        (*((volatile unsigned long *)0x7e001044))
#define P1T_ESR        (*((volatile unsigned long *)0x7e001048))
#define P1MEMCFG2    (*((volatile unsigned long *)0X7e00104c))
#define P1_chip_0_cfg    (*((volatile unsigned long *)0x7e001200))

#define P1MEMSTAT    (*((volatile unsigned long *)0x7e001000))
 
#define P1DIRECTCMD    (*((volatile unsigned long *)0x7e001008))

#endif

//start.S
// 启动代码
.global _start

_start:

    // 把外设的基地址告诉CPU
    ldr r0, =0x70000000                     
    orr r0, r0, #0x13                    
    mcr p15,0,r0,c15,c2,4                
    
    // 关看门狗
    ldr r0, =0x7E004000
    mov r1, #0
    str r1, [r0] 
    
    // 设置栈
    ldr sp, =8*1024
    
    // 开启icaches
#ifdef  CONFIG_SYS_ICACHE_OFF
    bic r0, r0, #0x00001000                 @ clear bit 12 (I) I-cache
#else
    orr r0, r0, #0x00001000                 @ set bit 12 (I) I-cache
#endif
    mcr p15, 0, r0, c1, c0, 0

    // 设置时钟
    bl clock_init
    
    // 初始化sdram
    bl sdram_init

    // 重定位
    adr r0, _start 
    ldr r1, =_start
    ldr r2, =bss_start
    cmp r0, r1
    beq clean_bss
copy_loop:
    ldr r3, [r0], #4
    str r3, [r1], #4
    cmp r1, r2
    bne copy_loop
        
    // 清BSS段
clean_bss:
    ldr r0, =bss_start
    ldr r1, =bss_end
    mov r3, #0
    cmp r0, r1
    beq on_ddr
clean_loop:
    str r3, [r0], #4
    cmp r0, r1    
    bne clean_loop        

        
    // 调用main函数
on_ddr:    
    ldr pc, =main
halt:
    b halt    
//clock.c
#include "Tiny6410Addr.h"
// 功能:c语言初始化时钟
 

#define ARM_RATIO    0                           // ARMCLK     = DOUTAPLL / (ARM_RATIO + 1)      = 532/(0+1) = 532  MHz
#define MPLL_RATIO   0                           // DOUTMPLL = MOUTMPLL / (MPLL_RATIO + 1)   = 532/(0+1) = 532  MHz
#define HCLKX2_RATIO 1                           // HCLKX2     = HCLKX2IN / (HCLKX2_RATIO + 1) = 532/(1+1) = 266  MHz
#define HCLK_RATIO   1                           // HCLK     = HCLKX2   / (HCLK_RATIO + 1)   = 266/(1+1) = 133  MHz
#define PCLK_RATIO   3                           // PCLK       = HCLKX2   / (PCLK_RATIO + 1)   = 266/(3+1) = 66.5 MHz


 
#define APLL_CON_VAL  ((1<<31) | (266 << 16) | (3 << 8) | (1))

 
#define MPLL_CON_VAL  ((1<<31) | (266 << 16) | (3 << 8) | (1))

 

void clock_init(void)
{    
    /* 1. 设置各PLL的LOCK_TIME,使用默认值 */
    APLL_LOCK = 0xffff;                            // APLL_LOCK，供cpu使用 
    MPLL_LOCK = 0xffff;                            // MPLL_LOCK，供AHB(存储/中断/lcd等控制器)/APB(看门狗，定时器，SD等)总线上的设备使用
    EPLL_LOCK = 0xffff;                            // EPLL_LOCK，供UART,IIS,IIC使用 

    /* 2. 设置为异步模式(Asynchronous mode) */
    OTHERS &= ~0xc0;                            //《linux installation for u-boot》3.7中：用MPLL作为HCLK和PCLK的Source是异步(ASYNC)模式,用APLL是同步(SYNC)模式
    while ((OTHERS & 0xf00) != 0);

    /* 3. 设置分频系数 */
    CLK_DIV0 = (ARM_RATIO) | (MPLL_RATIO << 4) | (HCLK_RATIO << 8) | (HCLKX2_RATIO << 9) | (PCLK_RATIO << 12);

    /* 4. 设置PLL,放大时钟 */    
    APLL_CON = APLL_CON_VAL;  
    MPLL_CON = MPLL_CON_VAL;  

    /* 5. 选择PLL的输出作为时钟源 */
    CLK_SRC = 0x03;
}

//sdram.c
#include "Tiny6410Addr.h"
    
#define set_zero( addr, bit ) ( addr &= ( ~ ( 1 << (bit) ) ) )
#define set_one( addr, bit ) ( addr |= ( 1 << ( bit ) ) )

#define set_bit( addr, bit, val ) ( addr = (addr &=(~(1<<(bit))) ) | ( (val)<<(bit) ) )

#define set_2bit( addr, bit, val ) ( addr = (addr &(~(3<<(bit))) ) | ( (val)<<(bit) ) )

#define set_nbit( addr, bit, len,  val ) 
    ( (addr) = (((addr)&(~(( ((1<<(len))-1) )<<(bit))))  | ( (val)<<(bit) ) ))

#define get_bit( addr, bit ) ( ((addr ) & ( 1 << (bit) )) > 0  )

#define get_val( addr, val ) ( (val) = addr )
#define read_val( addr ) addr
#define set_val( addr, val ) ( addr = (val) )
#define or_val( addr, val ) ( addr |= (val) ) 


#define HCLK    133000000

#define nstoclk(ns)    ( ns/(1000000000/HCLK)+1 )
///////////////////////////////

typedef unsigned char u8;
typedef unsigned short u16;
typedef unsigned int u32;

// function declare

int delay( int );

/* 根据6410手册P192页相关步骤和sdram手册来初始化dram控制器(dramc) */
int sdram_init( void )
{
    /* 1. 使dramc进入"config"状态 */
    set_val(P1MEMCCMD, 0x4);

    /* 2. 设置timing parameter, chip configuration,id configuration registers */
    /* 2.1 刷新周期 */
    set_val(P1REFRESH, nstoclk(7800));                    //刷新周期:(7.8us)/((1/HCLK)s)=(7.8*10^3)/(1/133*10^6)
    /* 2.2 时间参数，下列设置全都是取了最小值 */
    set_val( P1CASLAT, ( 3 << 1 ) );                      //CAS Latency:指的是内存存取数据所需的延迟时间，简单的说，就是内存接到CPU的指令后的反应速度。一般的参数值是2和3两种。K4X1G163PQ的芯片手册上CAS Latency=3 
    set_val( P1T_DQSS, 0x1 );                            //下列设置均在sdram手册中可查询到                
    set_val( P1T_MRD, 0x2 );                            
    set_val( P1T_RAS, nstoclk(42) );                    
    set_val( P1T_RC, nstoclk(60) );        
    u32 trcd = nstoclk( 18 );                            
    set_val( P1T_RCD, trcd | (( trcd - 3 ) << 3 ) );
    u32 trfc = nstoclk( 72 );
    set_val( P1T_RFC, trfc | ( ( trfc-3 ) << 5 ) );   
    u32 trp = nstoclk( 18 );
    set_val( P1T_RP, trp | ( ( trp - 3 ) << 3 ) ); 
    set_val( P1T_RRD, nstoclk(12) );
    set_val( P1T_WR, nstoclk(12) );
    
    set_val( P1T_WTR, 0x1 );
    set_val( P1T_XP, 0x1 );
    set_val( P1T_XSR, nstoclk(120) );
    set_val( P1T_ESR, nstoclk(120) );
    
    /* 2.3 chip configuration */
    set_nbit( P1MEMCFG, 0, 3, 0x2 );                      // column address(10):A0~A9
    set_nbit( P1MEMCFG, 3, 3, 0x3 );                      // row address(14):A0~A13
    set_zero( P1MEMCFG, 6 );                              // A10/AP 
    set_nbit( P1MEMCFG, 15, 3, 0x2 );                     //  Burst Length (2, 4, 8, 16)
    set_nbit( P1MEMCFG2, 0, 4, 0x5 );
    set_2bit( P1MEMCFG2, 6, 0x1 );                        // 32 bit 
    set_nbit( P1MEMCFG2, 8, 3, 0x3 );                    // Mobile DDR SDRAM     
    set_2bit( P1MEMCFG2, 11, 0x1 );
    set_one( P1_chip_0_cfg, 16 );                        // Bank-Row-Column organization 

    /* 3. 初始化sdram */
    set_val( P1DIRECTCMD, 0xc0000 );                     // NOP
    set_val( P1DIRECTCMD, 0x000 );                        // precharge
    set_val( P1DIRECTCMD, 0x40000 );                    // auto refresh
    set_val( P1DIRECTCMD, 0x40000 );                    // auto refresh
    set_val( P1DIRECTCMD, 0xa0000 );                     // EMRS
    set_val( P1DIRECTCMD, 0x80032 );                     // MRS

    set_val( MEM_SYS_CFG, 0x0 );
                    
    /* 4. 使dramc进入"ready"状态    */
    set_val( P1MEMCCMD, 0x000 );
    while( !(( read_val( P1MEMSTAT ) & 0x3 ) == 0x1));// 等待dramc进入"ready"状态        
}
//main.c

#include "Tiny6410Addr.h"
#define GPK4_OUT  (1<<4*4)
#define GPK5_OUT  (1<<4*5)
#define GPK6_OUT  (1<<4*6)
#define GPK7_OUT  (1<<4*7)
//延时函数
void delay()
{
   volatile int i = 0x10000;
   while (i--);
}

int main()
{
    unsigned int i = 0x10;
    //将GPK4-7设置为输出
    rGPKCON0 = GPK4_OUT | GPK5_OUT |GPK6_OUT |GPK7_OUT;
    //跑马灯式
    while (1)
    {
        rGPKDAT = 0x00;
        delay();
        rGPKDAT = 0xF0;
        
    }
    
    return 0;
    }

//ddr.lds
SECTIONS 
{
    . = 0x50000000;
    .text : 
    { 
        start.o 
        * (.text)
    } 
    
    . = ALIGN(4);
    .rodata :
    {
        * (.rodata)
    }
    
    . = ALIGN(4);
    .data :
    {
    * (.data)
    }

    . = ALIGN(4);    
    
    bss_start = . ; 
    
    .bss :
      {
    * (.bss)    
    * (.common)
      }
    
    bss_end = . ;   
}