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

摘要：介紹了內(nèi)存的SPD規(guī)范及其硬件接口類型和數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了在嵌入式系統(tǒng)中對(duì)不同內(nèi)存的識(shí)別與配置，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，方便更換和檢測(cè)。具體實(shí)例詳細(xì)描述了嵌入式系統(tǒng)中內(nèi)存的自動(dòng)配置過程。

關(guān)鍵詞：SPDI2C嵌入式系統(tǒng)MPC824X

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(duì)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(cè)。筆記本內(nèi)存的型號(hào)和種類很多，采購(gòu)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(SDRAMSerialPresenceDetectSpecification)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。

1SPD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。

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(duì)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(duì)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)镸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。

相關(guān)代碼及注釋：

/*配置分頻系數(shù)、模塊使能*/

mpc107_i2c_start();

/*設(shè)置控制器為發(fā)送模式*/

sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN

|MPC107_CCR_MSTA|MPC107_CCR_MTX);

/*送器件地址，置寫標(biāo)志*/

sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CDR,0xa0);

/*等待傳輸結(jié)束*/

i2c_wait();

/*送數(shù)據(jù)地址*/

sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CDR,0x0);

/*等待傳輸結(jié)束*/

i2c_wait();

/*再次發(fā)送start位*/

sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN

|MPC107_CCR_MSTA|MPC107_CCR_MTX|MPC107_CCR_RSTA);

/*送器件地址，置讀標(biāo)志*/

sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CDR,0xa1);

/*等待傳輸結(jié)束*/

i2c_wait();

/*發(fā)送應(yīng)答位*/

sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN

|MPC107_CCR_MSTA|MPC107_CCR_TXAK);

/*做一次假讀操作*/

sysEUMBBARRead(MPC107_I2CDR);

/*發(fā)送應(yīng)答*/

sysEUMBBARWrite(MPC107_I2CCR,MPC107_CCR_MEN|

MPC107_CCR_TXAK);

/*讀數(shù)據(jù)*/

data[i]=sysEUMBBARRead(MPC107_I2CDR);

/*配置MCCR寄存器*/

sys107RegWrite(MCCR_ADD,T_DATA);

其它寄存器按此順序配置。

參考文獻(xiàn)

1intelPCSDRAMSerialPresenceDetect(SPD)Specification

224C02datasheet

3MPC8240IntegratedProcessorUser,sManual