痞子衡嵌入式:理解i.MXRT中FlexSPI外设lookupTable里配置访问行列混合寻址Memory的参数值


  大家好,我是痞子衡,是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家介绍的是i.MXRT中FlexSPI外设lookupTable里配置访问行列混合寻址Memory的参数值

  关于 FlexSPI 外设的 lookupTable,痞子衡之前写过一篇非常详细的文章 《从头开始认识i.MXRT启动头FDCB里的lookupTable》,这篇文章几乎可以帮助解决所有串行 QuadSPI NOR Flash(四线) 以及 Octal Flash(八线)的读时序配置问题,因为这些 Flash 都只用单一行地址(Row Addr)来寻址。

  但是市面上也有一些特殊的存储器(比如八线 HyperBus Flash/RAM, OctalRAM 等)采用了行列混合寻址方式,对于这类存储器,我们在 FlexSPI 里配置读时序,尤其是读时序里的地址序列参数值时需要稍微注意一下,今天痞子衡就来聊聊这个话题:

一、FlexSPI外设关于行列地址Memory支持

  先来看 FlexSPI 外设是如何支持行列混合寻址存储器的,在 FLSHxxCR1 寄存器里有 CAS 控制位,这里配置得即是存储器列地址(Column Addr)位宽。对于不支持列地址的存储器,CAS 需要被设置为 0;如果存储器支持列地址,那么 CAS 需要根据存储器实际情况来设置。

痞子衡嵌入式:理解i.MXRT中FlexSPI外设lookupTable里配置访问行列混合寻址Memory的参数值插图

  如果 FLSHxxCR1[CAS] 位不为 0 ,那么 FlexSPI 外设在传输时序里会拆分实际映射 Flash Address (即存储器自身偏移地址) 为行地址 FA[31:CAS] 和列地址 [CAS-1:0] 来分别传输。

痞子衡嵌入式:理解i.MXRT中FlexSPI外设lookupTable里配置访问行列混合寻址Memory的参数值插图1

  在最终 lookupTable 里我们可以用这样的时序配置来实现存储器的读访问,这里 RADDR_DDR 子序列即传输行地址,CADDR_DDR 子序列即传输列地址(注:如下示例是在 FLSHxxCR1[CAS] = 3 的设置下)。

痞子衡嵌入式:理解i.MXRT中FlexSPI外设lookupTable里配置访问行列混合寻址Memory的参数值插图2

  看到这里,似乎已经把 FlexSPI 对于行列地址 Memory 的支持讲完了。但是我相信你还是会有疑问,上面序列表里 RADDR_DDR 和 CADDR_DDR 具体参数值设置似乎没有讲清楚,为什么行列地址加起来位宽是 0x18 + 0x10 一共 40bit (一般 Memory 行列地址总位宽也就 32 bit)?并且明明 CAS 值只是 3,为何 CADDR_DDR 里设成 0x10 也行?

  是的,这里需要再详细展开,首先我们要明白一点,因为 FlexSPI 连接得是八线 Memory,在实际总线上行、列地址传输位一定都是 8bits 的整数倍,如果 RADDR/CADDR_DDR 参数值设置得不是 8bits 的整数倍,不足 8bits 的部分,FlexSPI 会自动在低位插入相应保留位(即下图低保留bits,这些保留位的值是什么不确定,对 FlexSPI 来说也不在乎),然后在 RADDR/CADDR_DDR 设置的参数值范围内,如果对应 Memory 实际行、列地址位宽小于参数值,超出实际行、列地址的部分会被 FlexSPI 自动填入 0 值(即下图高0填充bits)。

痞子衡嵌入式:理解i.MXRT中FlexSPI外设lookupTable里配置访问行列混合寻址Memory的参数值插图3

二、常见行列混合地址Memory读配置实例

  大部分 HyperBus Flash/RAM 在行、列地址设计上是一样的,痞子衡罗列了市面上常见的型号如下,我们就以 MIMXRT1050-EVKB 板卡上那颗 S26KS512 为例来介绍。

1. ISSI 出品的 IS26KSxxx 系列 HyperFlash
2. ISSI 出品的 IS66/67WVH 系列 HyperRAM
3. Cypress/Infineon 出品的 S26KSxxx 系列 HyperFlash
4. Cypress/Infineon 出品的 S80KSxxx 系列 HyperRAM
5. Winbond 出品的 W957D8、W959D8 系列 HyperRAM

  我们在 S26KS512 手册里可以找到如下读时序图,主要关注时序最前面 48bits 的 Command-Address 序列,在手册 Command / Address Bit Assignments 表里有这 48bits 的详细定义,其中 CA[37:16] 是行地址与高位列地址,CA[2:0] 是低位列地址。

痞子衡嵌入式:理解i.MXRT中FlexSPI外设lookupTable里配置访问行列混合寻址Memory的参数值插图4

痞子衡嵌入式:理解i.MXRT中FlexSPI外设lookupTable里配置访问行列混合寻址Memory的参数值插图5

  再来看 SDK_2_12_0_EVKB-IMXRT1050boardsevkbimxrt1050driver_examplesflexspihyper_flashpolling_transfer 例程里的如下 lookupTable,RADDR_DDR 参数值是 0x18,CADDR_DDR 参数值是 0x10,根据上一节的分析,RADDR_DDR 里的高 2bits 会被 FlexSPI 设为 0(RADDR[21:0] 用于传输 CA[37:16])。因为 CAS = 3,所以 CADDR_DDR 里的高 13bits 也会被 FlexSPI 设为 0(CADDR[2:0] 用于传输 CA[2:0]),这是符合 S26KS512 手册时序定义的。

flexspi_device_config_t deviceconfig = {
    .columnspace          = 3,
    .enableWordAddress    = true,
};

const uint32_t customLUT[CUSTOM_LUT_LENGTH] = {
    /* Read Data */
    [0] = FLEXSPI_LUT_SEQ(kFLEXSPI_Command_DDR,       kFLEXSPI_8PAD, 0xA0, kFLEXSPI_Command_RADDR_DDR, kFLEXSPI_8PAD, 0x18),
    [1] = FLEXSPI_LUT_SEQ(kFLEXSPI_Command_CADDR_DDR, kFLEXSPI_8PAD, 0x10, kFLEXSPI_Command_READ_DDR,  kFLEXSPI_8PAD, 0x04),
};

三、特殊行列混合地址Memory读配置实例

  最近我们在支持客户的过程中也发现了一些 Memory 有着不一样的行、列地址设计,比如如下这颗 IS66WVO OctalRAM。从手册里找到其 Command / Address bit assignment 表里 48bits 的定义。与上一节 HyperBus Flash/RAM 不一样的是,其高位列地址并不是在 8bits 对齐处出现的。

1. ISSI 出品的 IS66/67WVO 系列 OctalRAM

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痞子衡嵌入式:理解i.MXRT中FlexSPI外设lookupTable里配置访问行列混合寻址Memory的参数值插图7

  对于 IS66WVO 这样的行、列地址设计,我们在 lookupTable 里该如何填入 RADDR/CADDR_DDR 参数值呢?首先 CAS 设为 4,CADDR_DDR 设为 0x08 可以解决 CA[3:0] 传输问题。现在的重点是 RADDR_DDR 参数值,总共 24bits 传输位,低位还需要留 2 个保留位,所以 RADDR_DDR 仅能被设为 0x16(RADDR[20:2]用于传输 RA[12:0] + CA[9:4]),即如下面代码:

flexspi_device_config_t deviceconfig = {
    .columnspace          = 4,
    .enableWordAddress    = false,
};

const uint32_t customLUT[CUSTOM_LUT_LENGTH] = {
    /* Read Data with continuous burst Sequence in DDR command mode */
    [0] = FLEXSPI_LUT_SEQ(kFLEXSPI_Command_DDR,       kFLEXSPI_8PAD, 0xA0, kFLEXSPI_Command_DDR,       kFLEXSPI_8PAD, 0x00),
    [1] = FLEXSPI_LUT_SEQ(kFLEXSPI_Command_RADDR_DDR, kFLEXSPI_8PAD, 0x16, kFLEXSPI_Command_CADDR_DDR, kFLEXSPI_8PAD, 0x08),
    [2] = FLEXSPI_LUT_SEQ(kFLEXSPI_Command_DUMMY_DDR, kFLEXSPI_8PAD, 0x1E, kFLEXSPI_Command_READ_DDR,  kFLEXSPI_8PAD, 0x04),
};

  至此,i.MXRT中FlexSPI外设lookupTable里配置访问行列混合寻址Memory的参数值痞子衡便介绍完毕了,掌声在哪里~~~

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