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標題: STM32 FSMC總線深入研究 [打印本頁]
作者: 51hei小林    時間: 2016-9-25 11:10
標題: STM32 FSMC總線深入研究

由于CPU與FPGA通信的需要，以及對8080總線的熟悉，首選采用了STM32的FSMC總線，作為片間通信接口。FSMC能達到16MHz的寫入速度，理論上能寫20fps的1024*768的圖片哈哈。（當然實際上是不可能的，就算是DMA傳輸，數據源也跟不上，實際上刷模擬的圖片每秒10fps，刷的很high）當然這不是本篇的要點，這里主要研究STM32的FSMC接口，將速度提升到極限。
1. FSMC協議分析
如下為ILI9325的8080接口的協議
CS（片選信號）：低電平片選有效，高電平失能（默認為高：失能）
RS（數據寄存器）：低電平寫寄存器，高電平寫數據（默認為高：寫數據）FSMC默認為低。。。。
RD（讀信號） ：低電平有效，上升沿寫入數據，高電平失能（默認為高，失能）
WR（寫信號） ：低電平有效，上升沿寫入數據，高電平失能（默認為高，失能）
FSMC寫SRAM模式如下：
(1)讀操作
（2）寫操作
HCLK為系統時鐘72MHz
綜上，分析出FSMC與8080接口協議異同點
（1）同：CS，RS，RD有效電平都一樣，單個字節的寫入與讀取時序完全一樣
（2）異：
A：8080 默認RS為高，而FSMC默認RS為低
B：8080接口協議能保持CS，RS等有效，連續寫數據，而FSMC以此只能輸出一個數據。
C：8080協議沒有地址線，而FSMC還有地址線，這使得數據輸出不連續。
2. FSMC時序研究
下圖為FSMC寫命令與數據的時序圖，從中根據上圖可以分析出FSMC可以實現16M的數據寫入。FSMC的信號線翻轉非常快，這使得IC或者FPGA時序設計上得非常嚴謹。FSMC最大實現了72MHz（66.7到100MHz之間，實際為72MHz，HCLK）的翻轉速度，這要求外部器件支持那么高的速率。
寄存器配置（寄存器+數據）
連續數據寫入（0xBB：寫數據開始）,命令后，RS默認拉低（FSMC和標準不一樣的地方）
數據建立很快
寫數據，然后默認RS拉低
整體的時序可模擬為：
task task_writecmd;
input [15:0] cmd;
begin
mcu_cs = 0;
mcu_rs = 0;
mcu_data = cmd;
#20;
mcu_we = 0;
#20;
mcu_we = 1;
#15;
mcu_rs = 1;
mcu_cs = 1;
#20;
end
endtask
task task_writedata;
input [15:0] data;
begin
mcu_cs = 0;
mcu_rs = 1;
mcu_data = data;
#20;
mcu_we = 0;
#20;
mcu_we = 1;
#15;
mcu_rs = 1;
mcu_cs = 1;
#20;
end
endtask
3. FSMC接口初始化
根據手冊，相關參數如下表所示。這里我發現所謂最小值還能設置為最小，但實際速度差不多。FSMC協議時間參數如下所示：
有人跟我說，手冊是保守的；有人跟我說，在小就是默認值了。我不太理解。感覺速度每提升，應該在小就是默認了。不過，反正我追求速度的極限。
以下是FSMC-SRAM模式下的初始化代碼，分享的同時，希望對你有用。
  1. /* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
  2. typedef struct
  3. {
  4.   vu16 LCD_REG;
  5.   vu16 LCD_RAM;
  6. } LCD_TypeDef;
  7. #define    LCD_WriteCmd(cmd)    LCD->LCD_REG = cmd
  8. #define    LCD_WriteData(data)    LCD->LCD_RAM = data


  11. /* LCD is connected to the FSMC_Bank1_NOR/SRAM4 and NE4 is used as ship select signal */
  12. #define LCD_BASE    ((u32)(0x60000000 | 0x0C000000))
  13. #define LCD         ((LCD_TypeDef *) LCD_BASE)

  15. void LCD_FSMCConfig(void)
  16. {   
  17.   FSMC_NORSRAMInitTypeDef  FSMC_NORSRAMInitStructure;
  18.   FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef  p;

  20. /*-- FSMC Configuration ------------------------------------------------------*/
  21. /*----------------------- SRAM Bank 4 ----------------------------------------*/
  22.   /* FSMC_Bank1_NORSRAM4 configuration */
  23.     //標準
  24. //     p.FSMC_AddressSetupTime = 1;
  25. //     p.FSMC_AddressHoldTime = 2;
  26. //     p.FSMC_DataSetupTime = 2;   
  27. //     p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 1;
  28. //     p.FSMC_CLKDivision = 1;
  29. //     p.FSMC_DataLatency = 2;
  30.    
  31.     //超快
  32.   p.FSMC_AddressSetupTime = 0;
  33.   p.FSMC_AddressHoldTime = 0;
  34.   p.FSMC_DataSetupTime = 1;   
  35.   p.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0;
  36.   p.FSMC_CLKDivision = 0;
  37.   p.FSMC_DataLatency = 0;


  40.    
  41.     p.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A;

  43.   /* Color LCD configuration ------------------------------------
  44.      LCD configured as follow:
  45.         - Data/Address MUX = Disable
  46.         - Memory Type = SRAM
  47.         - Data Width = 16bit
  48.         - Write Operation = Enable
  49.         - Extended Mode = Enable
  50.         - Asynchronous Wait = Disable */
  51.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_Bank = FSMC_Bank1_NORSRAM4;
  52.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_DataAddressMux = FSMC_DataAddressMux_Disable;
  53.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType = FSMC_MemoryType_SRAM;
  54.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;
  55.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_BurstAccessMode = FSMC_BurstAccessMode_Disable;
  56.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalPolarity = FSMC_WaitSignalPolarity_Low;
  57.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WrapMode = FSMC_WrapMode_Disable;
  58.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignalActive = FSMC_WaitSignalActive_BeforeWaitState;
  59.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteOperation = FSMC_WriteOperation_Enable;
  60.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WaitSignal = FSMC_WaitSignal_Disable;
  61.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ExtendedMode = FSMC_ExtendedMode_Disable;
  62.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_AsynchronousWait = FSMC_AsynchronousWait_Disable;    //2.0
  63.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteBurst = FSMC_WriteBurst_Disable;
  64.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_ReadWriteTimingStruct = &p;
  65.   FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_WriteTimingStruct = &p;

  67.   FSMC_NORSRAMInit(&FSMC_NORSRAMInitStructure);  

  69.   /* BANK 4 (of NOR/SRAM Bank 1~4) is enabled */
  70.   FSMC_NORSRAMCmd(FSMC_Bank1_NORSRAM4, ENABLE);
  71. }
復制代碼






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