OK6410开发板学习之一步一步实现精简BootLoader（BL1部分）三

guxiangguo

7.内存初始化：bl mem_init

内存由于具备访问速度快，访问方式简单等优点，成为了PC或者是嵌入式硬件平台上不可或缺的元件。在开始学习如何使用内存之前，非常有必要先了解一下内存的分类：

1.DRAM：它的基本原件是小电容，电容可以在两个极板上保留电荷，但是需要定期的充电（刷新），否则数据会丢失。缺点：由于要定期刷新存储介质，存取速度较慢。

2.SRAM：它是一种具有静止存取功能的内存，不需要定期刷新电路就能保存它内部存储的数据。其优点：存取速度快; 但是缺点是：功耗大，成本高。常用作存储容量不高，但存取速度快的场合，比如steppingstone。

在嵌入式硬件体系中，除了CPU内部的”垫脚石”采用SRAM外，板载内存一般会采用DRAM，而DRAM又可以分为SDRAM,DDR,DDR2等。

SDRAM(Synchronous Dynamic Random AccessMemory):同步动态随机存储器.
同步: 内存工作需要有同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以该时钟为基准。
动态：存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失。

随机：是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。

DDR (Double Data Rate SDRAM)，即“双倍速率同步动态随机存储器”。与早期的SDRAM相比，DDR 除了可以在时钟脉冲的上升沿传输数据，还可以在下降沿传输信号，这意味着在相同的工作频率下，DDR 的理论传输速率为SDRAM的两倍。DDR2 则在DDR 的基础上再次进行了改进，使得数据传输速率在DDR 的基础上再次翻倍。6410开发板通常采用DDR内存 。

内存的内部如同表格,数据就存放在每个单元格中。数据读写时，先指定行号(行地址)，再指定列号(列地址) ，我们就可以准确地找到所需要的单元格。而这张表格的称为ogical Bank(L-Bank)。 如下图：

由于技术、成本等原因，一块内存不可能把所有的单元格都做到一个L-Bank，现在内存内部基本都会分割成4
个L-Bank。 S3C6410处理器拥32位地址总线，其寻址空间为4GB。其中高2GB为保留区，低2GB区域又可划分

为两部分：主存储区和外设区。如下左图：

            

主存储去又可以分为：Boot镜像区、内部存储区、静态存储区、保留区、动态存储区，如上右图 。

Boot镜像区：这个区域的作用正如它的名字所述，是用来启动ARM系统的。但是这个区域并没有固定的存储介质与之对应。而是通过修改启动选项，把不同的启动介质映射到该区域。比如说选择了IROM 启动方式后，就把IROM映射到该区域。

内部存储区：这个区域对应着内部的内存地址，iROM和SRAM都是分布在这个区间。0x08000000~0x0bffffff对应着内部ROM，但是IROM实际只有32KB，选择从IROM启动的时候，首先运行就是这里面的程序BL0，这部分代码由三星固化。0x0c000000~0x0fffffff对应内部SRAM，实际就是8KB的Steppingstone。

静态存储区：这个区域用于访问挂在外部总线上的设备，比如说NOR flash、oneNand等。这个区域被分割为6个bank，每个bank为128MB，数据宽度最大支持16bit，每个bank由片选Xm0CS[0]~Xm0CS[5] 选中。

动态存储区：该区域从0x50000000~0x6fffffff，又分为2个区间，分别占256MB，可以片选Xm1CS[0]~Xm1CS[1]来进行着2个区间的选择。我们6410开发板上256MB的DDR内存就安排在这个区域，这也就是为什么6410的内存地址是从0x50000000开始的原因。

OK6410内存芯片硬件连接如下：

从上图可以知道，它是通过两片内存芯片组合成32位数据的，分别使用s3c6410的前16位和后16位数据线。

查看s3c6410手册DRAM Controller 章节，可以发现有关于内存初始化操作步骤的说明，如下：

所以就可以参考上面的操作步骤来实现内存的初始化。

第1步：配置DRAM CONTROLLER COMMAND REGISTER为2b011及为0x4，让其进入配置模式，寄存器说明如下：

第2步：配置内存时序寄存器、片选配置寄存器、用户配置寄存器；内存时序寄存器比较多，这里不再一一列举，大家可以查看s3c6410手册，片选配置寄存器说明如下：

用户配置寄存器说明如下：

第3步：等待200us，让SDRAM电源和时钟稳定，但是，当cpu启动时电源和时钟已经稳定。呵呵，就是不需要了呗，绕这么大一圈，可能是三星公司有病吧；

第4步：执行内存初始化，说了半天才内存初始化，之前干啥啦？不要吵吵，之前是sdram的初始化，因为OK6410使用的是mobile DDR sdram，所以参考5.4.2的ddr/mobile DDR sdram初始化步骤，根据说明，其实就是重复设置P1DIRECTCMD寄存器（直接命令寄存器）的Memory command位，即[19:18]位。分别设置为2b11  2b00 2b01 2b01 2b10 2b10使其运行中nop、Prechargeall 、Autorefresh 、MRS、EMRS。直接命令寄存器说明如下：

第5步：设置P1MEMCCMD寄存器（内存控制命令寄存器）的Memc_cmd位位3b000,让DRAM控制器进入准备好模式，内存控制命令寄存器说明如下：

第6步：检测DRAM控制器是否进入准备模式，详见代码，如下：

.text.global mem_initmem_init:        ldr r0, =0x7e00f120  @配置内存系统子程序寄存器地址     mov r1, #0x8         @将0x8存入r1寄存器    str r1, [r0]         @将r1寄存器里的数据写入配置内存系统子程序寄存器中    ldr r0, =0x7e001004  @内存控制命令寄存器        mov r1, #0x4         @根据手册得知需要先进入配置模式    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容写入内存控制命令寄存器中    ldr r0, =0x7e001010  @刷新寄存器地址    ldr r1, =( ( 7800 / ( 1000000000/133000000 ) + 1 ) )      @设置刷新时间    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容写入刷新寄存器寄存器中    ldr r0, =0x7e001014  @CAS latency寄存器    mov r1, #(3 << 1)    @r1=0x6    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x06)写入CAS latency寄存器中    ldr r0, =0x7e001018  @t_DQSS寄存器    mov r1, #0x1         @r1=0x1    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x01)写入t_DQSS寄存器中    ldr r0, =0x7e00101c  @T_MRD寄存器    mov r1, #0x2         @r1=0x2    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x02)写入T_MRD寄存器中    ldr r0, =0x7e001020  @t_RAS寄存器    ldr r1, =( ( 45 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )   @r1=6.95    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（6.95)写入t_RAS寄存器中    ldr r0, =0x7e001024  @t_RC寄存器    ldr r1, =( ( 68 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )   @r1=10.044    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（10.044)写入t_RC寄存器中    ldr r0, =0x7e001028  @t_RCD寄存器    ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )   @r1=3.99    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（3.99)写入t_RCD寄存器中    ldr r0, =0x7e00102c  @t_RFC寄存器    ldr r1, =( ( 80 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )   @r1=11.64       str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（11.64)写入t_RFC寄存器中    ldr r0, =0x7e001030  @t_RP寄存器    ldr r1, =( ( 23 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )   @r1=3.99    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（3.99)写入t_RP寄存器中    ldr r0, =0x7e001034  @t_rrd寄存器    ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )   @r1=2.995    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（2.995)写入t_rrd寄存器中    ldr r0, =0x7e001038  @t_wr寄存器    ldr r1, =( ( 15 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )   @r1=2.995 @  ldr r2, [r0]    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（2.995)写入T_MRD寄存器中    ldr r0, =0x7e00103c  @t_wtr寄存器    mov r1, #0x07        @r1=0x07    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x07)写入T_MRD寄存器中    ldr r0, =0x7e001040  @t_xp寄存器    mov r1, #0x02        @r1=0x02    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x02)写入t_xp寄存器中    ldr r0, =0x7e001044  @t_xsr寄存器    ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )   @r1=16.69    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（16.69)写入t_xsr寄存器中    ldr r0, =0x7e001048   @t_esr寄存器    ldr r1, =( ( 120 / ( 1000000000 / 133000000 ) + 1 ) )   @r1=16.69    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（16.69)写入t_esr寄存器中    ldr r0, =0x7e00100c  @内存控制配置寄存器 P1MEMCFC    ldr r1, =0x00010012  @配置控制器  r1=2b0000_0000_0000_0001_0000_0000_0001_0010    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x10012)写入P1MEMCFC寄存器中    ldr r0, =0x7e00104c  @32位DRAM配置控制寄存器    ldr r1, =0x0b45      @r1=2b0000_0000_0000_0000_0000_1011_0100_0101  选择Mobile DDR SDRAM    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x0b45)写入T寄存器中    ldr r0, =0x7e001200  @片选寄存器    ldr r1, =0x150f8     @r1=0x150f8  r1=2b0000_0000_0000_0001_0101_0000_1111_1000   Bank-Row-Column organization    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x02)写入T_MRD寄存器中    ldr r0, =0x7e001304  @用户配置寄存器    mov r1, #0x0         @r1=0x0    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x00)写入用户配置寄存器中    ldr r0, =0x7e001008  @直接命令寄存器    ldr r1, =0x000c0000  @r1=2b0000_0000_0000_1100_0000_0000_0000_0000   makes DRAM Controller issue ‘NOP’ memory    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0xc0000)写入直接命令寄存器中    ldr r1, =0x00000000  @r1=0   makes DRAM Controller issue‘PrechargeAll’ memory command.     str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x0)写入直接命令寄存器中    ldr r1, =0x00040000  @r1=2b0000_0000_0000_0100_0000_0000_0000_0000  makes DRAM Controller issue ‘Autorefresh’ memory command.    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x40000)写入直接命令寄存器中    ldr r1, =0x000a0000  @r1=2b0000_0000_0000_1010_0000_0000_0000_0000  makes DRAM Controller issue ‘MRS’ memory command.     str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0xa0000)写入直接命令寄存器中    ldr r1, =0x00080032  @r1=2b0000_0000_0000_1000_0000_0000_0011_0010    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容（0x80032)写入直接命令寄存器中  makes DRAM Controller issue ‘EMRS’ memory command.    ldr r0, =0x7e001004  @内存控制命令寄存器    mov r1, #0x0         @根据手册得知需要进入ready模式    str r1, [r0]         @将寄存器r1内容写入内存控制命令寄存器中@检查内存初始化是否准备好check_dmc1_ready:        ldr r0, =0x7e001000  @DRAM控制状态寄存器    ldr r1, [r0]         @将DRAM控制状态寄存器中内容写入寄存器r1中    mov r2, #0x3         @将0x03写入寄存器r2中    and r1, r1, r2       @将r1和r2与运算后存在r1中，即只保持读出的值的[1:0]位    cmp r1, #0x1         @将读出的值与0x01比较    bne check_dmc1_ready @若不相等，跳转到标号check_dmc1_ready处继续执行，检查内存状态    nop    mov pc, lr           @返回调用处继续往下执行

8.拷贝bl到内存中：bl copy_to_arm

要想拷贝bl到内存中，我们首先的看一下s3c6410的启动流程图，如下：

解释如下：

整个流程如下：首先是执行芯片固化在iROM中的bl0代码，该段代码将Booting Device中的bl1搬移到Stepping stone中，但是Stepping stone只有8k，一个完整的代码代码量会超过8K，那样就没法运行了，所以bl1这段代码其中就有一个功能将大部分代码搬移到内存中去执行，这里要实现的就是这个功能，只不过是将从Booting device中bl1开始的的4K代码移过去。代码如下：

        @ 代码搬移，拷贝bl到内存中copy_to_ram:        ldr r0, =0x0c000000    @ Stepping Stone (Boot Loader)基地址，即要搬移的源地址存入r0   起点        ldr r1, =0x50008000    @ 内存地址，要搬移的目标地址存入r1   终点        add r3, r0, #1024*4    @ 将r0处的地址加4k大小存入r3,要搬移的内存Size 4k， 大小copy_loop:               @ 等待搬移完成        ldr r2, [r0], #4       @ 将地址0x0c000000增加4后(0x0c000004)地址数据存入r2        str r2, [r1], #4       @ 将r2的数据传送到r1+4地址处（0x500080004)        cmp r0, r3             @ 比较r0和r3处地址        bne copy_loop               @ 若不相等，跳到标号copy_loop处继续执行        mov pc, lr               @ 返回调用处继续往下执行

宇105

非常好的的教程但是图片出不来啊，楼主能在发一次么