利用SPD實(shí)現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)中內(nèi)存自動(dòng)識(shí)別和配置

在嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中經(jīng)常用大容量的sdram,存放rtos和數(shù)據(jù)。這時(shí)用戶可以有兩種選擇：一種是選用合適的內(nèi)存芯片自己布線,把整個(gè)sdram做到嵌入式系統(tǒng)的pcb板上,這種方法在小系統(tǒng)中經(jīng)常采用;另一種就是選用現(xiàn)成的內(nèi)存條(如筆記本電腦上常用的dimm內(nèi)存),現(xiàn)成的內(nèi)存條不僅容量大,而且由于用量大,價(jià)格也相對便宜。另外現(xiàn)成的內(nèi)存條還節(jié)省了pcb布線空間,縮小嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)存體積,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性,方便更換和檢測。筆記本內(nèi)存的型號(hào)和種類很多,采購時(shí)也可能來自多個(gè)廠家。為了使各種內(nèi)存條在嵌入式系統(tǒng)都能正常使用,就需要系統(tǒng)的boot程序能進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和配置,按照spd(sdram serial presence detect specification)規(guī)范正確讀取內(nèi)存參數(shù),另外根據(jù)內(nèi)存參數(shù)配置sdram控制器。 　　

　　1 spd規(guī)范及數(shù)據(jù)格式

　　內(nèi)存的spd規(guī)范是sdram控制器參數(shù)配置的主要依據(jù),在spd規(guī)范中定義了單面或雙面dram的詳細(xì)參數(shù),如內(nèi)存的大小、數(shù)據(jù)位、行列地址的寬度、邏輯bank數(shù)和物理bank等。這些數(shù)據(jù)存放在eeprom芯片中,詳細(xì)描述了內(nèi)存條的各種參數(shù)。存放內(nèi)存參數(shù)的是一個(gè)兩線制的串行eeprom芯片,接口類型符合i2c協(xié)議。i2c協(xié)議是philips公司制定的兩線制的串行數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn),數(shù)據(jù)的讀寫通過一根時(shí)鐘線和一根數(shù)據(jù)線實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)傳輸有其嚴(yán)格的格式,一個(gè)數(shù)據(jù)幀由起始位、器件地址、應(yīng)答位、數(shù)據(jù)地址、傳輸數(shù)據(jù)和結(jié)束位構(gòu)成,可以允許多個(gè)器件分主從模式進(jìn)行傳輸。其數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序如圖1所示。主控制器讀寫數(shù)據(jù)的格式如圖2所示?！?br>
　 　　內(nèi)存的spd一般要求eeprom帶有2kbit的存儲(chǔ)空間,用于存放內(nèi)存的配置參數(shù),而硬件電路接口是i2c接口。要讀取內(nèi)存參數(shù),主控制器必須能按照i2c協(xié)議進(jìn)行通信,進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀操作。另外還需知道eeprom的數(shù)據(jù)存放格式及其含義。spd規(guī)范中對存放的數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳細(xì)的說明和定義。以pc133-333為例詳細(xì)說明挑選配置時(shí)用到的參數(shù),如表1所示。用戶只需把相應(yīng)地址中的值讀出來,對照規(guī)范中的說明即可知道內(nèi)存的詳細(xì)參數(shù)。 　
　 　　2 卡的自動(dòng)識(shí)別和配置過程

　　下面以motorola公司的mpc824xcpu為例介紹內(nèi)存的識(shí)別和配置過程。mpc824x是一款功能強(qiáng)大的嵌入式處理器,它由603e核107橋構(gòu)成。107橋有很豐富的控制接口模塊,如sdram控制器、epic、uart、i2c控制器等,很方便與外圍電路接口。嵌入式系統(tǒng)板中數(shù)據(jù)量很大,至少要用到256mb內(nèi)存。為了方便各種廠家的內(nèi)存型號(hào)進(jìn)行混插使用,需要編寫內(nèi)存自動(dòng)識(shí)別和配置程序,把需要配置的數(shù)據(jù)從eeprom讀出,然后根據(jù)spd協(xié)議轉(zhuǎn)換成內(nèi)存的配置參數(shù)。這個(gè)配置過程必須在系統(tǒng)上電后立即運(yùn)行,為后面的rtos運(yùn)行做準(zhǔn)備。內(nèi)存初始化參數(shù)包括行列地址寬度、邏輯bank數(shù)、物理bank的大小。因?yàn)閙pc824x內(nèi)有i2c控制器,所以可以直接與spd連接,通過軟件的初始化,配置好i2c控制器,程序流程如圖3?！?br>