1. 介紹FSMC

說到STM32的FSMC（Flexible Static Memory Controller），這個玩意兒可真是STM32家族的“多面手”。想象一下，如果STM32是個熱衷于DIY的工程師，那FSMC就是他的瑞士軍刀，無論是連接SRAM、PSRAM、NOR/NAND Flash還是LCD模塊，F(xiàn)SMC都能應(yīng)對自如，簡直就是連接外部存儲和記憶界的“橋梁”。

FSMC的靈活性主要體現(xiàn)在它支持多種存儲器類型和訪問模式，這就像是它可以說多國語言，無論你來自哪個存儲器國家，它都能和你愉快地交流。而且，F(xiàn)SMC能夠讓STM32以最高效的方式訪問這些外部設(shè)備，這就像是它擁有VIP通道，能夠迅速通過安檢進入存儲器的心臟區(qū)域。

具體來說，F(xiàn)SMC能讓你配置各種訪問參數(shù)，比如數(shù)據(jù)寬度（可以是8位或16位），存儲器類型（SRAM、NOR Flash等），還有訪問模式（直接模式、間接模式）。這就像是你在玩一個高級定制的游戲，你可以根據(jù)外設(shè)的特性和你的需求，調(diào)整FSMC的設(shè)置，以達到最優(yōu)的訪問速度和性能。

不過，F(xiàn)SMC也有它的復(fù)雜性，配置起來就像是在玩一個需要高度策略的游戲，每個選項都需要精心考慮。你得了解你的外部設(shè)備，知道它的語言和習(xí)慣，然后通過FSMC的配置，來告訴STM32如何與之有效交流。這就需要你深入閱讀數(shù)據(jù)手冊，可能還要做一些試驗，來找到最佳配置。

總之，F(xiàn)SMC就像是STM32的“通訊專家”，能夠讓STM32輕松地擴展存儲和連接各種外設(shè)。但要想完全駕馭它，你可能需要像學(xué)習(xí)外語一樣，花一些時間和精力來深入了解它。別擔心，一旦你熟悉了FSMC，你就能打開一個全新的可能性世界，讓你的STM32項目更加強大和靈活！

2. FSMC特點

FSMC模塊能夠與同步和異步存儲器以及16位PC內(nèi)存卡進行接口。其主要目的是：將AHB事務(wù)轉(zhuǎn)換為適當?shù)耐獠吭O(shè)備協(xié)議，滿足外部設(shè)備的訪問時序要求。所有外部存儲器與控制器共享地址、數(shù)據(jù)和控制信號。每個外部設(shè)備通過唯一的芯片選擇來訪問。FSMC一次只對一個外部設(shè)備進行訪問。

FSMC具有以下主要特點：

• 與靜態(tài)內(nèi)存映射設(shè)備接口，包括：
  • 靜態(tài)隨機訪問存儲器（SRAM）
  • NOR Flash 存儲器/OneNAND Flash 存儲器
  • PSRAM（4個內(nèi)存Bank）
• 具有ECC硬件檢查最多8 K字節(jié)數(shù)據(jù)的兩個 NAND Flash 存儲區(qū)
• 支持16位 PC 卡兼容設(shè)備
• 支持對同步設(shè)備（NOR Flash 和 PSRAM）進行突發(fā)模式訪問
• 8位或16位寬數(shù)據(jù)總線
• 每個內(nèi)存Bank獨立芯片選擇控制
• 每個內(nèi)存Bank獨立配置
• 可編程定時以支持各種不同類型的設(shè)備，特別是：
  • 可編程等待狀態(tài)（最多15個）
  • 可編程總線回轉(zhuǎn)周期數(shù)（最多15個）
  • 可編程輸出使能和寫使能延遲時間（最多15個）
  • 獨立讀取和寫入時序和協(xié)議，以支持各種記憶體和時序變化。
• 用于PSRAM 和 SRAM 設(shè)備的寫使能和字節(jié)通道選擇輸出。
• 將32位寬 AHB 事務(wù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)16位或8位對外部16位或8位裝置進行訪問。
• A Write FIFO,長度為2字(STM32F42x and STM32F43x長度為16字),每一個詞都是32比特寬,僅僅保存了數(shù)據(jù)而沒有地址.因此這樣可以緩沖AHB 寫突發(fā)事務(wù). 這樣就可以向慢速度記憶體中寫入并且迅速釋放AHB用于其他操作.只有一個突發(fā)同時被緩沖:如果新出現(xiàn)了一個AHB 突發(fā)或者單次傳輸在之前
• 外部異步等待控制

定義外部設(shè)備類型和相關(guān)特性的FSMC寄存器通常在啟動時設(shè)置，并且在下一次復(fù)位或上電之前不會改變。然而，可以隨時更改這些設(shè)置。

3. Block示意圖

FSMC由四個主要模塊組成：

• AHB接口（包括FSMC配置寄存器）

• NOR Flash/PSRAM控制器

• NAND Flash/PC卡控制器

• 外部設(shè)備接口。

圖434顯示了該模塊的框圖。

4. AHB接口

AHB從設(shè)備接口使得內(nèi)部CPU和其他總線主設(shè)備能夠訪問外部靜態(tài)存儲器。AHB事務(wù)被轉(zhuǎn)換為外部設(shè)備協(xié)議。特別地，如果選擇的外部存儲器是16位或8位寬度，則在AHB上的32位寬度事務(wù)會被分割成連續(xù)的16位或8位訪問。FSMC芯片選擇（FSMC_NEx）在執(zhí)行帶有擴展模式的D模式下除了進行連續(xù)訪問時不會切換。

FSMC在以下情況下生成AHB錯誤：

• 當讀取或?qū)懭胛磫⒂玫腇SMC存儲器時
• 當在FSMC_BCRx寄存器中FACCEN位被復(fù)位時，讀取或?qū)懭隢OR Flash存儲器
• 當輸入引腳FSMC_CD（卡片存在檢測）為低電平時，讀取或?qū)懭隤C卡存儲器

這個AHB錯誤的影響取決于嘗試進行讀寫訪問的AHB主設(shè)備：

• 如果是帶有FPU的Cortex?-M4 CPU，將會生成一個硬件故障中斷。

• 如果是DMA，則會產(chǎn)生DMA傳輸錯誤，并自動禁用相應(yīng)的DMA通道。

AHB時鐘（HCLK）是FSMC的參考時鐘。

4.1 Supported memories and transactions

General transaction rules

所請求的AHB事務(wù)數(shù)據(jù)大小可以是8位、16位或32位，而訪問的外部設(shè)備具有固定的數(shù)據(jù)寬度。這可能導(dǎo)致傳輸不一致。因此，必須遵循一些簡單的事務(wù)規(guī)則：

• AHB事務(wù)大小和內(nèi)存數(shù)據(jù)大小相等時，在這種情況下沒有問題。

• AHB事務(wù)大小大于內(nèi)存大小時，在這種情況下，F(xiàn)SMC將AHB事務(wù)分割成較小的連續(xù)內(nèi)存訪問，以滿足外部數(shù)據(jù)寬度。

• AHB事務(wù)大小小于內(nèi)存大小時，異步傳輸可能與外部設(shè)備類型有關(guān)

  • 對于具有字節(jié)選擇功能（SRAM、ROM、PSRAM）的設(shè)備進行異步訪問。

    • FSMC通過其字節(jié)通道NBL[1:0]允許寫入操作來訪問正確的數(shù)據(jù)。
    • 允許讀取操作。讀取所有內(nèi)存字節(jié)并丟棄無用字節(jié)。在讀取操作期間保持NBL[1:0]低電平。

  • 對于沒有字節(jié)選擇功能（NOR和NAND Flash 16位）的設(shè)備進行異步訪問。
    當請求對16位寬Flash存儲器進行字節(jié)訪問時會出現(xiàn)這種情況。顯然，不能以字節(jié)模式訪問該設(shè)備（只能從/向Flash存儲器讀取/寫入16位詞），因此：

  • 不允許寫入操作

  • 允許讀取操作。讀取所有內(nèi)存字節(jié)并丟棄無用字節(jié)。在讀取操作期間將NBL[1:0]設(shè)置為0.

Configuration registers

FSMC可以通過寄存器集進行配置。詳細描述了NOR Flash/PSRAM控制寄存器的內(nèi)容，請參見第36.5.6節(jié)。詳細描述了NAND Flash/PC卡寄存器的內(nèi)容，請參見第36.6.8節(jié)。

5. 外部設(shè)備地址映射

從FSMC的角度來看，外部存儲器被分為4個固定大小的256兆字節(jié)的Bank（參見圖435）：

• Bank1用于尋址最多4個NOR Flash或PSRAM存儲器設(shè)備。該Bank被分成4個NOR/PSRAM子Bank，每個子Bank有4個專用芯片選擇信號，如下所示：

  • Bank1 - NOR/PSRAM 1

  • Bank1 - NOR/PSRAM 2

  • Bank1 - NOR/PSRAM 3

  • Bank1 - NOR/PSRAM 4

• Bank2和3用于尋址NAND Flash設(shè)備（每個Bank一個設(shè)備）

• Bank4用于尋址PC卡設(shè)備

對于每個Bank，要使用的存儲器類型由配置寄存器中用戶定義。

5.1 NOR/PSRAM地址映射

HADDR[27:26]位用于根據(jù)表216中的顯示選擇四個內(nèi)存Bank之一。

HADDR[25:0]包含外部存儲器的地址。由于HADDR是字節(jié)地址，而存儲器是按字尋址的，根據(jù)存儲器數(shù)據(jù)寬度，實際發(fā)給存儲器的地址會有所變化，如下表所示。

將NOR Flash/PSRAM的支持進行封裝

不支持同步存儲器的Wrap burst模式。必須將存儲器配置為未定義長度的linear burst模式。

5.2 NAND/PC Card地址映射

在這種情況下，有三家Bank可供選擇，每個Bank都被劃分為表218中所示的內(nèi)存空間。

對于NAND Flash存儲器，常見和屬性內(nèi)存空間被細分為三個部分（見下表219）位于較低的256 K字節(jié)中：

• 數(shù)據(jù)部分（在常見/屬性內(nèi)存空間中的前64 K字節(jié)）
• 命令部分（在常見/屬性內(nèi)存空間中的第二個64 K字節(jié)）
• 地址部分（在常見/屬性內(nèi)存空間中接下來的128 K字節(jié)）

應(yīng)用軟件使用3個部分來訪問NAND Flash存儲器：

• 發(fā)送命令到NAND Flash存儲器：軟件必須將命令值寫入命令部分的任何內(nèi)存位置。
• 指定要讀取或?qū)懭氲腘AND Flash地址：軟件必須將地址值寫入地址部分的任何內(nèi)存位置。由于地址可能是4或5字節(jié)長（取決于實際內(nèi)存大?。枰B續(xù)多次寫入地址部分以指定完整的地址。
• 讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)：軟件從數(shù)據(jù)部分的任何內(nèi)存位置讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)值。

由于NAND Flash存儲器自動遞增地址，因此無需遞增數(shù)據(jù)部分的地址以訪問連續(xù)的內(nèi)存位置。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-833609.html

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