应用笔记|STM32MP1系列MPU的DDR配置

STM32单片机 2023-03-24 18:00

本文档描述在 STM32MP1 系列 MPU 产品上配置 DDR 子系统(DDRSS)所需的流程和步骤。 


设定 DDR 控制器(DDRCTRL)、PHY 接口(DDRPHYC)和 SDRAM 模式寄存器的多个参数以及设置完成 DDRSS 配置。 


根据 DDR 类型、DDR 大小、DRAM 拓扑、运行时间频率和 SDRAM 器件数据手册参数确定这些参数。所有这些参数必须在初始化序列期间设定。 


STM32CubeMX DDR 测试套件使用直观的面板和菜单隐藏了与确定正确参数和初始化启动相关的复杂性(请参考[6])。为了快速设置要运行的 DDRSS,用户只需提供很少几个输入参数即可完成配置。可以使用一些高级用户模式和特殊功能(当它们对于应用而言十分重要时)。 


在系统启动阶段,为了优化时序裕量,支持多种 PHY 调谐。可以使用 STM32CubeMX 启动这些调谐。PHY 调谐结果可以保存并在后续冷复位时恢复。 


在启动阶段,用户可以运行大量测试套件。这些测试可以使用 STM32CubeMX 启动,并用于确认 DDR 配置的稳健性。





目录预览




1 概述

2 DDR 子系统初始化和配置

3 配置参数

4 配置序列和参数 

5 DDR3/3L 配置

6 LPDDR2 配置

7 LPDDR3 配置

8 STM32CubeMX 的 DDR 测试

9 高级用户配置



1. 概述

本文档适用于 STM32MP1 系列基于 Arm®的 MPU。


2.DDR 子系统初始化和配置

DDR 子系统包括 DDRCTRL 和 DDRPHYC(参见下图)。 


DDRCTRL 支持在正常操作期间通过命令和刷新调度进行 DDR 命令调度。 


DDRPHYC 是一种 DDR PHY 接口,具有连接 DDRCTL 的 DFI 接口[7]和字节通道架构,适合连接频率不超过 533MHz 的 DDR3/3L 和 LPDDR2/3。 


DDRPHYC 完全支持具有多个 PHY 调谐选项(内置)的 DDR 初始化。


DDRPYC 包含 BIST 引擎,用于支持软件驱动的调谐。




2.1 DDRSS 和 SDRAM 初始化


器件根据 SDRAM 启动序列对电源、时钟和复位进行内部排序。 


图 2 所示的 PHY 初始化序列由 DDRPHYC 物理实用模块(PUB)控制。这一基于 PUB 的初始化序列在DDRPHYC 从复位状态释放后启动,并根据 DDRPHYC.PIR 寄存器进行排序。 


初始化序列包括以下步骤: 

1.DDRCTRL 和 DDRPHYC 初始化包括内部时序模块(ITM)复位以及 DLL 复位和锁定 


2. DDRPHYC I/O 初始校准(ZCAL),与 DLL 锁定同时启动 


3. 通过模式寄存器写入和校准命令执行 SDRAM 初始化 


4. 内置 DQS 门控训练(DQSTRN) 


提示 :

• 在 SSTL 模式下为所有 SDRAM 设置 DDRPHYC I/O。 

• DQS 门控训练是可选的。但是,建议在每次初始化时运行内置 DQS 门控训练。



2.2 DDRCTRL 配置 


大多数 DDRCTRL 寄存器是静态的,并在 DDRCTRL 从复位状态释放和 AXI 端口使能前加载。这是在 DDR 软件驱动器的支持下实现的。


在 DDRPHYC 和 DDCTRL 完成初始化后,DDR 子系统就绪,使能 AXI 端口是最后一个步骤。 


通过从 STM32CubeMX DDR 面板选择的菜单/选项提供的极少信息确定 DDRCTRL 和 DDRPHYC 寄存器的配置。 


然后,DDRSS 配置被保存并恢复到 DDRCTRL 和 DDRPHYC 寄存器,用于后续的复位和正常操作。



2.3 DDR 配置


配置 DDR 所需的步骤如下: 

1.为 DDRCTRL 和 DDRPHYC 寄存器确定并设定合适值。 


2. 启动 DDRCTRL 和 DDRPHYC 初始化序列。 


3. 启动具有参数保存和恢复功能的 DDR 调谐(可选)。 


4. 启动 DDR 测试(可选)。完整配置流程和参数如下图所示

按照第 3 节 配置参数中的类型描述配置参数。



2.4 DDR PHY 调谐


除了使用强制 DQS 门控训练(DQSTRN)确定读脉冲期间 DQS 门控的最佳位置,DDRPHYC 还支持两种读取时序优化,即 PHY 调谐。 


以下从 STM32CubeMX 驱动的软件例程支持 PHY 调谐,以优化读时序裕量: 

• DQS 门控训练(可在 DDR PHY 调谐期间以交互方式启动的软件) 

• DQ 位去时滞,以补偿 DQ 位通道读取延迟 

• DQS 眼图居中,用于调节 DQS/DQS#延迟以实现最佳 DQ 采样


建议在系统初启阶段进行 PHY 调谐。为每个字节通道执行调谐。由于 PHY 调谐时间可能较长(几十秒),必须为后续复位和 PHY 初始化(例如,在冷复位和待机退出时)保存和恢复调谐参数。


更多详细信息,请参见第 3.4 节 PHY 调谐。



2.5 DDR 测试


在配置 DDR 并为优化时序调谐 PHY 后,必须通过运行从 STM32CubeMX 启动的大量测试序列检查配置的稳健性。 


在初启阶段使用 DDR 之前, 必须运行 STM32CubeMx 建议的所有测试和级别。第 8 节 STM32CubeMX 的 DDR 测试中描述了 DDR 测试和测试流程,以及故障诊断和处理措施。 


DDR 子系统初启在 DDR 配置、调谐和压力测试成功后完成。保存配置参数用于正常运行模式初始化和 DDR run 模式。


  3.配置参数

DDR 配置参数(无论适用于 DDRCTRL 还是 DDRPHYC)可分为以下几组:

• 系统参数:DDR 类型(DDR3/LPDDR2/3)、总线宽度(16 位/32 位)、时钟频率和密度。脉冲长度和时序模式取决于系统配置并由 STM32CubeMX 设置,用户只需在 DDR 配置面板中输入几个必填项。 


• 时序参数,根据 DDR 时钟频率和 SDRAM 数据手册确定。该组包括以下参数: 

– 基础时序 

– JEDEC 内核时序 

– 次级时序 


• 运行模式和特殊参数,与性能调度、刷新时序和地址映射有关。从配置面板上推荐给用户的预定义设置中选择这些参数。STM32CubeMX DDR 配置提示了一些参数和选项(例如,设置特定模式或扩展温度支持)。 


• PHY 调谐参数,与在初始化期间使用一些 PHY 内置模块或执行的软件序列确定的 PHY 时序有关。该组包括以下参数: 

– DQS 门控训练(DQSTRN) 

– DQ 通道位去时滞细步长延迟

– DQS 眼图居中细步长延迟PHY 调谐结果可通过 STM32CubeMx 进行保存和恢复。


更多详细信息,请参见[1]。


本文档主要描述在 STM32MP1 系列 MPU产品 上配置 DDR 子系统(DDRSS)所需的流程和步骤。由于文章篇幅有限仅展示部分信息,完整内容请点击“阅读原文”下载原文档。


长按扫码关注公众号 


更多资讯,尽在STM32


点击“阅读原文”,可下载原文档

STM32单片机 ST MCU (产品+工具+资料+技术+市场+活动)x 您的关注x您的支持 = STM32 单片机蝴蝶乐园
评论
  • 01. 什么是过程能力分析?过程能力研究利用生产过程中初始一批产品的数据,预测制造过程是否能够稳定地生产符合规格的产品。可以把它想象成一种预测。通过历史数据的分析,推断未来是否可以依赖该工艺持续生产高质量产品。客户可能会要求将过程能力研究作为生产件批准程序 (PPAP) 的一部分。这是为了确保制造过程能够持续稳定地生产合格的产品。02. 基本概念在定义制造过程时,目标是确保生产的零件符合上下规格限 (USL 和 LSL)。过程能力衡量制造过程能多大程度上稳定地生产符合规格的产品。核心概念很简单:
    优思学院 2025-01-12 15:43 533浏览
  • 随着数字化的不断推进,LED显示屏行业对4K、8K等超高清画质的需求日益提升。与此同时,Mini及Micro LED技术的日益成熟,推动了间距小于1.2 Pitch的Mini、Micro LED显示屏的快速发展。这类显示屏不仅画质卓越,而且尺寸适中,通常在110至1000英寸之间,非常适合应用于电影院、监控中心、大型会议、以及电影拍摄等多种室内场景。鉴于室内LED显示屏与用户距离较近,因此对于噪音控制、体积小型化、冗余备份能力及电气安全性的要求尤为严格。为满足这一市场需求,开关电源技术推出了专为
    晶台光耦 2025-01-13 10:42 512浏览
  • 根据Global Info Research(环洋市场咨询)项目团队最新调研,预计2030年全球无人机电池和电源产值达到2834百万美元,2024-2030年期间年复合增长率CAGR为10.1%。 无人机电池是为无人机提供动力并使其飞行的关键。无人机使用的电池类型因无人机的大小和型号而异。一些常见的无人机电池类型包括锂聚合物(LiPo)电池、锂离子电池和镍氢(NiMH)电池。锂聚合物电池是最常用的无人机电池类型,因为其能量密度高、设计轻巧。这些电池以输出功率大、飞行时间长而著称。不过,它们需要
    GIRtina 2025-01-13 10:49 201浏览
  • 食物浪费已成为全球亟待解决的严峻挑战,并对环境和经济造成了重大影响。最新统计数据显示,全球高达三分之一的粮食在生产过程中损失或被无谓浪费,这不仅导致了资源消耗,还加剧了温室气体排放,并带来了巨大经济损失。全球领先的光学解决方案供应商艾迈斯欧司朗(SIX:AMS)近日宣布,艾迈斯欧司朗基于AS7341多光谱传感器开发的创新应用来解决食物浪费这一全球性难题。其多光谱传感解决方案为农业与食品行业带来深远变革,该技术通过精确判定最佳收获时机,提升质量控制水平,并在整个供应链中有效减少浪费。 在2024
    艾迈斯欧司朗 2025-01-14 18:45 68浏览
  • 数字隔离芯片是现代电气工程师在进行电路设计时所必须考虑的一种电子元件,主要用于保护低压控制电路中敏感电子设备的稳定运行与操作人员的人身安全。其不仅能隔离两个或多个高低压回路之间的电气联系,还能防止漏电流、共模噪声与浪涌等干扰信号的传播,有效增强电路间信号传输的抗干扰能力,同时提升电子系统的电磁兼容性与通信稳定性。容耦隔离芯片的典型应用原理图值得一提的是,在电子电路中引入隔离措施会带来传输延迟、功耗增加、成本增加与尺寸增加等问题,而数字隔离芯片的目标就是尽可能消除这些不利影响,同时满足安全法规的要
    华普微HOPERF 2025-01-15 09:48 83浏览
  • 新年伊始,又到了对去年做总结,对今年做展望的时刻 不知道你在2024年初立的Flag都实现了吗? 2025年对自己又有什么新的期待呢? 2024年注定是不平凡的一年, 一年里我测评了50余块开发板, 写出了很多科普文章, 从一个小小的工作室成长为科工公司。 展望2025年, 中国香河英茂科工, 会继续深耕于,具身机器人、飞行器、物联网等方面的研发, 我觉得,要向未来学习未来, 未来是什么? 是掌握在孩子们生活中的发现,和精历, 把最好的技术带给孩子,
    丙丁先生 2025-01-11 11:35 465浏览
  • 流量传感器是实现对燃气、废气、生活用水、污水、冷却液、石油等各种流体流量精准计量的关键手段。但随着工业自动化、数字化、智能化与低碳化进程的不断加速,采用传统机械式检测方式的流量传感器已不能满足当代流体计量行业对于测量精度、测量范围、使用寿命与维护成本等方面的精细需求。流量传感器的应用场景(部分)超声波流量传感器,是一种利用超声波技术测量流体流量的新型传感器,其主要通过发射超声波信号并接收反射回来的信号,根据超声波在流体中传播的时间、幅度或相位变化等参数,间接计算流体的流量,具有非侵入式测量、高精
    华普微HOPERF 2025-01-13 14:18 497浏览
  • ARMv8-A是ARM公司为满足新需求而重新设计的一个架构,是近20年来ARM架构变动最大的一次。以下是对ARMv8-A的详细介绍: 1. 背景介绍    ARM公司最初并未涉足PC市场,其产品主要针对功耗敏感的移动设备。     随着技术的发展和市场需求的变化,ARM开始扩展到企业设备、服务器等领域,这要求其架构能够支持更大的内存和更复杂的计算任务。 2. 架构特点    ARMv8-A引入了Execution State(执行状
    丙丁先生 2025-01-12 10:30 471浏览
  • 随着通信技术的迅速发展,现代通信设备需要更高效、可靠且紧凑的解决方案来应对日益复杂的系统。中国自主研发和制造的国产接口芯片,正逐渐成为通信设备(从5G基站到工业通信模块)中的重要基石。这些芯片凭借卓越性能、成本效益及灵活性,满足了现代通信基础设施的多样化需求。 1. 接口芯片在通信设备中的关键作用接口芯片作为数据交互的桥梁,是通信设备中不可或缺的核心组件。它们在设备内的各种子系统之间实现无缝数据传输,支持高速数据交换、协议转换和信号调节等功能。无论是5G基站中的数据处理,还是物联网网关
    克里雅半导体科技 2025-01-10 16:20 449浏览
  • PNT、GNSS、GPS均是卫星定位和导航相关领域中的常见缩写词,他们经常会被用到,且在很多情况下会被等同使用或替换使用。我们会把定位导航功能测试叫做PNT性能测试,也会叫做GNSS性能测试。我们会把定位导航终端叫做GNSS模块,也会叫做GPS模块。但是实际上他们之间是有一些重要的区别。伴随着技术发展与越发深入,我们有必要对这三个词汇做以清晰的区分。一、什么是GPS?GPS是Global Positioning System(全球定位系统)的缩写,它是美国建立的全球卫星定位导航系统,是GNSS概
    德思特测试测量 2025-01-13 15:42 500浏览
  •   在信号处理过程中,由于信号的时域截断会导致频谱扩展泄露现象。那么导致频谱泄露发生的根本原因是什么?又该采取什么样的改善方法。本文以ADC性能指标的测试场景为例,探讨了对ADC的输出结果进行非周期截断所带来的影响及问题总结。 两个点   为了更好的分析或处理信号,实际应用时需要从频域而非时域的角度观察原信号。但物理意义上只能直接获取信号的时域信息,为了得到信号的频域信息需要利用傅里叶变换这个工具计算出原信号的频谱函数。但对于计算机来说实现这种计算需要面对两个问题: 1.
    TIAN301 2025-01-14 14:15 113浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦