STM32CubeMX | 34-使用硬件FSMC读写SRAM（IS62WV51216）
本篇详细的记录了如何使用STM32CubeMX配置 STM32F407ZGT6 的硬件FSMC外设与 SRAM 通信（IS62WV51216）。
1. 准备工作
硬件准备
-
开发板
首先需要准备一个开发板，这里我准备的是STM32F407ZGT6的核心板。 -
SRAM
核心板板载一片SRAM，型号为IS62WV51216，大小为 512K x 16 bit，也就是 1 MB。
软件准备
需要准备一份 IS62WV51216 的数据手册。
2. STM32 FSMC外设概述
2.1. 什么是FSMC
FSMC全称 Flexible static memory controller，灵活的静态内存控制器，顾名思义，其主要作用是：负责向外部扩展的存储类设备提供控制信号。
FSMC内存控制器支持的存储设备有：
- Nor Flash、SRAM、PSRAM
- Nand Flash
- 类SRAM设备
2.2. FSMC外设的功能框图
2.3. 外部设备的地址映射（重点）
从FSMC的角度来看，外部的存储设备被分为几个固定大小的Bank，每个bank 256 MB。
整个FSMC外设映射地址的划分如图：
2.3.1. Bank1
Bank1的地址空间为：0x6000 0000 - 0x6FFF FFFF，支持外接Nor Flash、PSRAM、SRAM等设备，还可以外接DM9000等类存储设备。
整个Bank1的地址空间被划分为四个子bank，每个子bank的大小为64MB，刚好对应FSMC外设的地址总线（FSMC_A[0:25]）有26条（2^26=64MB）。
FSMC还有两条内部总线ADDR[27:26]，用这两路控制片选信号，如下表：
2.3.2. Bank2、3/4
只能外接Nand Flash设备和PC Card设备：
3. 使用STM32CubeMX生成工程
选择芯片型号
打开STM32CubeMX，打开MCU选择器：
搜索并选中芯片STM32F407ZGT6：
配置时钟源
- 如果选择使用外部高速时钟（HSE），则需要在System Core中配置RCC；
- 如果使用默认内部时钟（HSI），这一步可以略过；
这里我都使用外部时钟：
调试选项配置
默认没有配置下载引脚，烧录之后下载器将无法再检测到，这里我使用ST-Link，所以配置为SW选项：
配置串口
开发板板载了一个CH340换串口，连接到USART1，但是引脚不是默认引脚，需要手动修改。
接下来开始配置USART1：
配置FSMC外设
FSMC配置
开发板上SRAM（IS62WV51216）的原理图如下：
通过原理图可以看出：
- 数据总线位宽使用了16bit：FSMC D0 - FSMC D15；
- 地址总线位宽使用了19bit：FSMC A0 - FSMC A18（地址线错乱为了方便PCB布线，实际使用时不影响）；
- 片选信号线：使用FSMC NE3，对应使用Bank1的Bank3子区域；
- 通用信号线：FSMC NOE、FSMC NWE；
- 数据掩码信号线：使用 FMC NBL0 和 FMC NBL1，分别控制输出高8位还是低8位；
根据这些信息，在STM32CubeMX中先配置SRAM3的基本设置：
SRAM基本参数配置
这部分信息直接配置即可：
SRAM时序参数配置
通过之前的设置，SRAM的时钟频率为168Mhz，一个时钟周期就是5.95 ns，所以下面参数的单位都是5.95ns。
首先查看板载实际芯片最后的速度等级，这里我使用的是55ns这种：
① 地址建立时间：最大55ns，所以此项设置为1个HCLK。
② 数据保持时间：最小10ns，这里设置为7个HCLK。
配置情况如下：
配置时钟树
STM32F407ZGT6的最高主频到168M，使HCLK = 168Mhz即可：
生成工程设置
代码生成设置
最后设置生成独立的初始化文件：
生成代码
点击GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程：
4. 测试SRAM读写
4.1. 重定向printf到串口1
/* USER CODE BEGIN 1 */
#if 1
#include <stdio.h>
int fputc(int ch, FILE *stream)
{
/* 堵塞判断串口是否发送完成 */
while((USART1->SR & 0X40) == 0);
/* 串口发送完成，将该字符发送 */
USART1->DR = (uint8_t) ch;
return ch;
}
#endif
/* USER CODE END 1 */
具体参考这篇博客：STM32CubeMX_09 | 重定向printf函数到串口输出的多种方法
4.2. 编写SDRAM读写测试代码
接下来在main.c中添加SDRAM测试代码。
此测试代码来自安富莱电子。
① 引入 printf 头文件：
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes */
② 宏定义SRAM的映射地址以及SRAM的大小：
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
#define EXT_SRAM_ADDR ((uint32_t)0x68000000)
#define EXT_SRAM_SIZE (1 * 1024 * 1024)
uint32_t bsp_TestExtSRAM(void);
/* USER CODE END 0 */
③ 编写测试函数：
/* USER CODE BEGIN 4 */
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_TestExtSRAM
* 功能说明: 扫描测试外部SRAM的全部单元。
* 形 参: 无
* 返 回 值: 0 表示测试通过； 大于0表示错误单元的个数。
*********************************************************************************************************
*/
uint32_t bsp_TestExtSRAM(void)
{
uint32_t i;
uint32_t *pSRAM;
uint8_t *pBytes;
uint32_t err;
const uint8_t ByteBuf[4] = {0x55, 0xA5, 0x5A, 0xAA};
/* 写SRAM */
pSRAM = (uint32_t *)EXT_SRAM_ADDR;
for (i = 0; i < EXT_SRAM_SIZE / 4; i++)
{
*pSRAM++ = i;
}
/* 读SRAM */
err = 0;
pSRAM = (uint32_t *)EXT_SRAM_ADDR;
for (i = 0; i < EXT_SRAM_SIZE / 4; i++)
{
if (*pSRAM++ != i)
{
err++;
}
}
printf("SDRAM check round 1 error = %d\n", err);
if (err > 0)
{
return (4 * err);
}
#if 1
/* 对SRAM 的数据求反并写入 */
pSRAM = (uint32_t *)EXT_SRAM_ADDR;
for (i = 0; i < EXT_SRAM_SIZE/4; i++)
{
*pSRAM = ~*pSRAM;
pSRAM++;
}
/* 再次比较SRAM的数据 */
err = 0;
pSRAM = (uint32_t *)EXT_SRAM_ADDR;
for (i = 0; i<EXT_SRAM_SIZE/4;i++)
{
if (*pSRAM++ != (~i))
{
err++;
}
}
printf("SDRAM check round 2 error = %d\n", err);
if (err>0)
{
return (4 * err);
}
#endif
/* 测试按字节方式访问, 目的是验证 FSMC_NBL0 、 FSMC_NBL1 口线 */
pBytes = (uint8_t *)EXT_SRAM_ADDR;
for (i = 0; i < sizeof(ByteBuf); i++)
{
*pBytes++ = ByteBuf[i];
}
/* 比较SRAM的数据 */
err = 0;
pBytes = (uint8_t *)EXT_SRAM_ADDR;
for (i = 0; i < sizeof(ByteBuf); i++)
{
if (*pBytes++ != ByteBuf[i])
{
err++;
}
}
printf("SDRAM check round 3 error = %d\n", err);
if (err > 0)
{
return err;
}
return 0;
}
/* USER CODE END 4 */
④ 在main函数中调用：
/* USER CODE BEGIN 2 */
printf("STM32F407ZG FSMC SRAM Test By Mculover666\r\n");
if (bsp_TestExtSRAM() == 0) {
printf("SRAM Test success\r\n");
} else {
printf("SRAM Test fail\r\n");
}
/* USER CODE END 2 */
4.3. 实验结果
编译，下载到开发板中，在串口助手中查看实验结果：
5. 直接指定变量存储到 SRAM 空间
第4节中的测试方法是使用指针访问SRAM空间，未免过于麻烦。在实际使用中，可以直接定义一个非常大的数组，将整个数组都存储到SRAM上，然后动态的使用SRAM内存空间。
要注意使用这种方法定义变量时，必须在函数外把它定义成全局变量，才可以存储到指定地址上。
测试过程如下：
① 定义全局变量并指定绝对地址：
/* 绝对定位方式访问 SDRAM,这种方式必须定义成全局变量 */
uint8_t testValue __attribute__((at(EXT_SRAM_ADDR)));
② 在main函数中赋值，然后打印：
/* 操作在SRAM的变量 */
testValue = 0x5a;
printf("testValue is %#x\r\n", testValue);
编译，下载，查看实验结果：
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