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利用SPD实现嵌入式系统中内存的自动识别和配置

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

摘要:介绍了内存的SPD规范及其硬件接口类型和数据组织结构,实现了在嵌入式系统中对不同内存的识别与配置,提高了系统的稳定性,方便更换和检测。具体实例详细描述了嵌入式系统中内存的自动配置过程。

    关键词:SPD I2C 嵌入式系统 MPC824X

在嵌入式系统设计中经常用大容量的SDRAM,存放RTOS和数据。这时用户可以有两种选择:一种是选用合适的内存芯片自己布线,把整个SDRAM做到嵌入式系统的PCB板上,这种方法在小系统中经常采用;另一种就是选用现成的内存条(如笔记本电脑上常用的DIMM内存),现成的内存条不仅容量大,而且由于用量大,价格也相对便宜。另外现成的内存条还节省了PCB布线空间,缩小嵌入式系统的内存体积,提高系统的稳定性,方便更换和检测。笔记本内存的型号和种类很多,采购时也可能来自多个厂家。为了使各种内存条在嵌入式系统都能正常使用,就需要系统的BOOT程序能进行自动识别和配置,按照SPD(SDRAM Serial Presence Detect Specification)规范正确读取内存参数,另外根据内存参数配置SDRAM控制器。

图1 数据传输时序

1 SPD规范及数据格式

内存的SPD规范是SDRAM控制器参数配置的主要依据,在SPD规范中定义了单面或双面DRAM的详细参数,如内存的大小、数据位、行列地址的宽度、逻辑Bank数和物理Bank等。这些数据存放在EEPROM芯片中,详细描述了内存条的各种参数。

存放内存参数的是一个两线制的串行EEPROM芯片,接口类型符合I2C协议。I2C协议是Philips公司制定的两线制的串行数据传输标准,数据的读写通过一根时钟线和一根数据线实现。数据传输有其严格的格式,一个数据帧由起始位、器件地址、应答位、数据地址、传输数据和结束位构成,可以允许多个器件分主从模式进行传输。其数据传输时序如图1所示。主控制器读写数据的格式如图2所示。

图2 主控制读写数据的格式

    内存的SPD一般要求EEPROM带有2Kbit的存储空间,用于存放内存的配置参数,而硬件电路接口是I2C接口。要读取内存参数,主控制器必须能按照I2C协议进行通信,进行数据的读操作。另外还需知道EEPROM的数据存放格式及其含义。SPD规范中对存放的数据进行了详细的说明和定义。以PC133-333为例详细说明挑选配置时用到的参数,如表1所示。用户只需把相应地址中的值读出来,对照规范中的说明即可知道内存的详细参数。

表1 PC133-333配置时用到的参数

字节地址 定  义 PC133参数值 备   注 0 厂商使用的字节数 80h 使用了128字节 1 EEPROM存储容量 08h 256字节 2 内存类型 04h SDRAM 3 行地址位数 0ch 12位行地址 4 列地址位数 09h 9位列地址 5 排数 02h 两排 6 数据宽度(低字节) 40h 64位宽度 7 数据宽度(高字节) 00h   8 信号电平 01h LVTTL 9 SDRAM最高时钟频率 75h Tclk=7.5ns 10 SDRAM访问时间 54h Tac=5.4nc 11 配置类型 00h 不支持校验纠错 12 刷行率/类型 80h 15.6μs/自刷新 13 最小SDRAM颗粒数据宽度 08h 8位 16 支持地猝发传输长度 8Fh 1,2,4,8 17 逻辑bank数 04h 4banks 18 CAS延迟 06h CL=2,3 23

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