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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(lèi)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(guò)程。關(guān)鍵詞：SPD I2C 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(hù)可以有兩種選擇：一種是選用合適的內(nèi)存芯片自己布線(xiàn)，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(xiàn)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(lèi)很多，采購(gòu)時(shí)也可能來(lái)自多個(gè)廠(chǎng)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。
圖1 數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序
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(xiàn)制的串行ＥＥＰＲＯＭ芯片，接口類(lèi)型符合Ｉ２Ｃ協(xié)議。Ｉ２Ｃ協(xié)議是Ｐｈｉｌｉｐｓ公司制定的兩線(xiàn)制的串行數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)通過(guò)一根時(shí)鐘線(xiàn)和一根數(shù)據(jù)線(xiàn)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(xiě)數(shù)據(jù)的格式如圖２所示。
圖2 主控制讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的格式
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(shuō)明和定義。以ＰＣ１３３－３３３為例詳細(xì)說(shuō)明挑選配置時(shí)用到的參數(shù)，如表１所示。用戶(hù)只需把相應(yīng)地址中的值讀出來(lái)，對(duì)照規(guī)范中的說(shuō)明即可知道內(nèi)存的詳細(xì)參數(shù)。
表1 PC133-333配置時(shí)用到的參數(shù)
２ 卡的自動(dòng)識(shí)別和配置過(guò)程
下面以Ｍｏｔｏｒｏｌａ公司的ＭＰＣ８２４ＸＣＰＵ為例介紹內(nèi)存的識(shí)別和配置過(guò)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(chǎng)家的內(nèi)存型號(hào)進(jìn)行混插使用，需要編寫(xiě)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(guò)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)椋停校茫福玻矗貎?nèi)有Ｉ２Ｃ控制器，所以可以直接與ＳＰＤ連接，通過(guò)軟件的初始化，配置好Ｉ２Ｃ控制器，程序流程如圖３。(范文先生網(wǎng)m.panasonaic.com收集整理)
相關(guān)代碼及注釋?zhuān)?/p>
／*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(xiě)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 ＝ 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。
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