S3C2440 开发板实战（2）：start.S初认识 + SDRAM配置 + 重定位

1、看门狗部分

废话不多说，直接开始配置，首先就是要关闭暂时不使用的看门狗，找到看门狗的寄存器：WTCON，将其第0位置0，即禁用看门狗，即：

# define pWTCON    0x53000000    //WTCON地址

ldr    r0,    =pWTCON

mov    r1,    #0x0

str    r1,    [r0]    //关闭看门狗

2、时钟部分

在S3C2440中有三种时钟频率，分别为FCLK, HCLK, PCLK，分别控制不同种类的外设，在时钟树中可以进行查找，这里不做过多赘述，在以后的博客中有应用。

从芯片手册中查找FCLK, HCLK, PCLK 的最高频率，在范围内我们选择设置FCLK = 400MHZ, HCLK = 100MHZ, PCLK = 50MHZ （TF : TH : TP = 1 : 4 : 8）为例进行设置初始化时钟，看芯片手册的时钟树如下图所示：

OSC可以理解为我们的晶振频率，从开发板的原理图上可以看出为12MHZ。

时钟信号通过OM[3 : 2]( 外接引脚 GND )进行时钟源选择，即设置OM[3, 2] = [0, 0]，此时刚上电时FCLK频率等于晶振频率，然后进入lock time，此时，CPU暂停工作，在lock time （该段时间是为稳定输出新的FCLK）过后CPU继续工作，CPU时钟的主频率为设置的FCLK。

为保证CPU能够在启动后一定能发送设置的FCLK信号，所以将FCLK设置为最大值：

# define LOCKTIME    0x4C000000 

ldr    r0,    =LOCKTIME

ldr    r1,    =0xffffffff

str    r1,    [r0]

先不看控制USB部分（UPLL）直接看MPLL部分。时钟树中时间信号通过锁相环（PLL）生成400MHZ的FCLK。其中关于MPLL寄存器设置方法如下：

然后通过查找数值表（也可以手算，在手册中有公式），由Input Frequency = 12MHZ，Output Frequency  = 400MHZ得到MDIV, PDIV, SDIV的参数值，并写入寄存器中：

# define MPLLCON    0x4C000004    //MPLLCON地址

ldr    r0,    =MPLLCON

ldr    r1,    = ((92 << 12) | (1 << 4) | (1 << 0))    // MDIV = 92  PDIV =1  SDIV = 1

str    r1,    [r0]                //写入寄存器

时钟树通过参数HDIVN, PDIVN对FCLK进行分频操作得到可操作进行外设操作的时钟HCLK, PCLK，设置分频系数的寄存器为CLKDIVN: 

# define CLKDIVN    0x4C000014 

ldr    r0,    =CLKDIVN    

ldr    r1,    =((10 << 1) | (1 << 0))    // HCLK = FCLK / 4

                                         // PCLK = HCLK / 2

最后一步由于设置的HDIVN寄存器不等于0，所以需要设置CPU处于异步状态，这里涉及到协处理器的命令（我也不懂哈哈哈），就按照手册中的来编（chao）写就行了。

3、代码重定位

这里先要讲一讲，由于nor flash在运行程序时，是可读不可写的，所以如果程序中有变量储存在 .bin文件中时，该变量不可被改变，即使在程序中对其进行修改。所以我们需要对代码进行重定位到SDRAM中，然后才能对其全局变量进行修改。所以首先应该讲下关于SDRAM的初始化配置：

3.1. SDRAM

由于在start,S程序中只要对SDRAM进行初始化配置，这样就能够对代码进行重定位，所以本章节博客只对SDRANM的初始化程序进行编写以及一些基本操作。

S3C2440中可以支持很多的存储单元，是通过地址对其进行区分的：

内存控制器通过识别不同的地址发出不同的片选信号（0信号低电平有效）。现针对SDRAM分析，2440外设置的是64M的SDRAM，需要对其进行设置寄存器，其SDRAM可以理解为3维的存储空间，bank * row * col，所以大体过程是由CUP发出地址，经过内存控制器转换成row, col, bank信号（为减少pin）

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既然使用SDRAM就要和CPU说清楚这是个啥类型SDRAM，毕竟人家也是按需办事，所以配置寄存器BWSCON!

ST6：首先来看看芯片手册这么一句话：“nBE[3:0] is the 'AND' signal nWBE[3:0] and nOE”，即nBE是nWBE和nOE的“与”信号，所以nBE是字节选通信号（读＋写），nWBE是读字节选通信号。

由于在进行SDRAM操作的时候只需要在写入的时候需要选择比如说32位中的前4位，输出时候把全部的输出（这是韦老师讲的，这块我也不了解，以后填坑把），所以置0.

WS6：wait的使用时因为有些质量比较差的储存芯片的反映速度没那么快，你叫他半天不理你和痴呆似的，需要等待他就秒，就是这个道理。开发板上的SDRAM比较好所以不等待。置0

SW6：由JZ2440是由两片SDRAM组成起来的32位SDRAM，所以应该选择10

一般会把CS7设置成CS6（也是SDRAM）但是没有使用它。

所以设置BWSCON = 0x22000000;

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接着设置寄存器BANKCONn，和BWSCON一样，同时设置CS6和CS7。

可以看出[4 : 14]位都不需要我们设置！而且MT很清楚就知道应该置“11”，接着就是[0 : 3]位的配置。

Trcd的值是芯片的参数，根据HY57V561620F(L)T(P) 芯片手册：

为了和时钟频率对应，取20ns。即2 CLOCKs，将[3 : 2]置"00"

继续查看芯片手册：

明显Column address number  = 9，所以设置[1 : 0]为“01”。

所以设置寄存器

BANKCON6 = 0X18001;

BANKCON7 = 0X18001;

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在2440芯片手册往下拉继续配置寄存器（我也觉得麻烦，没办法继续走）。

接着就是REFRESH寄存器，这个寄存器作用就是使SDRAM自动刷新，这是一个内部的自动操作。由于SDRAM要不断进行刷新（Refresh）才能保留住数据（储存体中电容的有效保存期有限），因此它是SDRAM最重要的操作。这么重要的参数，咋们肯定去SDRAM芯片手册中进行查找啦（保有），首先看看寄存器是怎么配置的：

REFEN：使能没得跑置“1”。

TREFMD：选择自刷新（SR）和自动刷新（AR）。对于AR，SDRAM内部有一个行地址生成器（也称刷新计数器）用来自动的依次生成行地址。由于刷新是针对一行中的所有存储体进行，所以无需列寻址。对于SR，在发出AR命令时，将CKE置于无效状态，就进入了SR模式。此时不再依靠系统时钟工作，而是根据内部的时钟进行刷新操作。在SR期间除了CKE之外的所有外部信号都是无效的（无需外部提供刷新指令），只有重新使CKE有效才能退出自刷新模式并进入正常操作状态。

所以我们选择AR模式对其进行数据的刷新。置“0”默认值。

Trp: 废话不多说直接查芯片手册

老道理，取整 2倍CLOCK。[21 : 20]为“00”

Tsrc：这个就比较特殊了。芯片手册没有嘿嘿。再看看描述中的式子。Trc = Tsrc + Trp.那这么说找到Trc就是我们的目标！那又回到最初的起点，开查芯片手册！就在Trp的上边。取整取70ns，大一点没坏处！Tsrc = 70 - 20 = 5*CLOCK ---> [19 : 18] 置“01”。

Refresh Counter ：这个就是最重要的刷新频率了。这参数就放在SDRAM芯片手册的前面几面。

果然找到Refresh period = 64 / 8192 ms，带入公式中得到

由于时钟周期为7.8us，且时钟周期为HCLK = 1000MHZ，Refresh = 1269;

综上所述，REFRESH = 0x8404f5。

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第四个寄存器BANKSIZE，上图！（半夜两点的我已经不知疲倦）

BK76MAP：这个简单，开发板配套的SDRAM容量为256Mb，注意这里是小b，所以容量大小为256/8 = 32MB，由于外设搭载两片SDRAM，所以容量为64MB。置[2 : 0] ="001"

SCKE_EN：断电模式启用 （以后填坑，先开先）

SCLK_EN：推荐值（以后填坑，先开先）

BURST_EN ：  启用突发操作。（以后填坑，先开先）

所以BANKSIZE = 0x000000b1

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最后一个寄存器，MRSRBn 

这个寄存器特点：简单！有fixed值就选fixed值！

唯一需要选择的是CL值，一看诶。芯片手册上边查就行了，这个值的意思是由于在读SDRAM时需要发出：bank row col地址，所以需要等一会儿才有数据发回来。所以在芯片手册中可以查到CL=2或者3，这个值设置后回发送至SDRAM中的MR寄存器，以后在2或者3clock时刻返回数据。所以我们设置为2clock 即  =》“010”

所以MRSRB6 = 0x20; MRSRB7 = 0x20; 

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综上所述，对于SDRAM的初始化函数程序如下所示

#include "s3c2440_soc.h"

void sdram_init(void)

{   

   BWSCON = 0x22000000;

   BANKCON6 = 0x18001;

   BANKCON7 = 0x18001;

   REFRESH  = 0x8404f5;

   BANKSIZE = 0xb1;

   MRSRB6   = 0x20;

   MRSRB7   = 0x20;

}

3.2. 判断设置是nor flash启动还是nand flash启动

这一段代码主要是基于NOR flash 可读不可写，然而NAND flash是可读可写的特性，所以可以通过对某一地址进行写数据对其进行判断，但如果是NAND falsh启动的话则会破坏内存，所以还需要保护数据

mov    r1,    #0   

ldr    r0,    [r1]    // 保存数据

str    r1,    [r1]    // 写入数据

ldr    r2,    [r1]    // 读出数据

cmp    r1,    r2      // 如果相等 Z = 1

ldr    sp,    =0x40000000 + 4096   //NOR启动

moceq  sp,    #4096   // NAND启动

streq    r0,    [r1]    //恢复数据

但是对于NOR flash启动的u-boot，他就没有管那么多了。反正他要使用NOR启动，在Start.S文件中使用以下代码，区别就是破坏了NAND flash部分代码

ldr sp, =4092

ldr r0, =0x12345678

str r0, [sp]

ldr r1, [sp]

cmp r0, r1

ldrne sp, =0x40000000+4096

bl clock_init

3.3. 代码重定位

首先用XXH查看dis文件(返回编码文件)。（该文件的程序里面包括了初始化的全局变量和未初始化的全局变量。

用VIM打开dis文件，/搜索关键词：Disassembly of section 查找到程序数据类型包括：

.text、.rodata、.data、,bss、.comment等等

其中看源文件的文件大小可以知道 .bss段是不在bin文件的内容中的这个段包括了未初始化的全局变量，.data段是在bin文件范围中包括了已经初始化的全局变量。这里有两种转移代码的方式：①把需要改变的部分移至SDRAM，②把全部程序移至SDRAM。我们选择第二种进行移动（链接脚本比较简洁）。所以应该把.data的部分进行拷贝。

所以这个时候就要使用链接脚本 *.lds文件，通过查阅Using ld The GNU linker有一下源代码格式：

SECTIONS {

...

secname start BLOCK(align)(NOLOAD) : AT (ldadr)

{ contents } >region:phdr =fill

...

}

start: 起始地址

runtime addr：运行时的地址

relocate addr：重定位的地址

AT(ldadr) Load Addr：加载地址  可以省略不写

LoadAddr = runtime addr 如果没有加AT，它的的加载地址就等于链接时的起始地址

以实例来进行说明：

sdram.lds

SECTIONS

{

    . = 0x30000000;              //设置当前地址为SDRAM首地址

    . = ALIGN(4);                //向四取整

    .text      :

    {

      *(.text)                   //Load Addr = Routime Addr

    }

    . = ALIGN(4);                // 紧接着.text文件排放              

    .rodata : { *(.rodata) }

    . = ALIGN(4);

    .data : { *(.data) }

    . = ALIGN(4);

    __bss_start = .;

    .bss : { *(.bss) *(.COMMON) }

    _end = .;

}

/* 重定位text, rodata, data段整个程序 */

    mov r1, #0

    ldr r2, =_start         /* 第1条指令运行时的地址 */

    ldr r3, =__bss_start    /* bss段的起始地址 */

cpy:

    ldr r4, [r1]             //r1 --> r2

    str r4, [r2]

    add r1, r1, #4           //循环4次 （16byte/4byte）

    add r2, r2, #4

    cmp r2, r3

    ble cpy

    /* 清除BSS段 */

    ldr r1, =__bss_start

    ldr r2, =_end

    mov r3, #0

clean:

    str r3, [r1]

    add r1, r1, #4

    cmp r1, r2

    ble clean

注：

* ldr: 这里我们可以进行ldrb（1byte）或者使用ldr (4byte)，由于sdram是16byte的，所以使用ldr函数能够极大的减少访问SDRA的次数：、

①原来：读ldrb执行16次指令，并且访问16次SDRAM；写strb执行16次，并访问16次SDRAM

②现在：读ldr执行4次指令，并且访问8次（我也很迷惑），写str执行4次，并访问4次SDRAM（每次读出四字节）

*写程序：在写程序中会发出地址加上DPM，把感兴趣的对应写入，对应的是SDRAM配置中的写使能

*.bss段：由于bss段数据都是未初始化，都是0，但是转移后的位置可能存的不是0数据，所以应该对其进行初始化置“0”

* 向四取整：由于ldr的操作是四个字节的赋值，但是我们的地址并不是四字节对齐，所以会进行向四取整

实例：

命令存放地址     3 0 0 0 0 0 0 2 （ 2 < 4）

真实存放地址     3 0 0 0 0 0 0 0 

所以应对方法也是对当前地址进行向四取整即：

. = ALIGN(4);

这样命令存放的地址就变为：

实例：

命令存放地址     3 0 0 0 0 0 0 4 （ 4 >= 4）

真实存放地址     3 0 0 0 0 0 0 4

这就是start文件初认识了！