STM32与FPGA+之间的FSMC通信.doc

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1、1.引言　STM32是ST(意法半导体)公司推出的基于ARM核Cortex－M3的32位微控制器系列。Cortex－M3核是为低功耗和价格敏感的应用而专门设计的，具有突出的能效比和处理速度。通过采用Thumb－2高密度指令集，Cortex－M3核降低了系统存储要求，同时快速的中断处理能够满足控制领域的高实时性要求，使基于该核设计的STM32系列微控制器能够以更优越的性价比，面向更广泛的应用领域。　　STM32系列微控制器为用户提供了丰富的选择，可适用于工业控制、智能家电、建筑安防、医疗设备以及消费类电子产品等多方位嵌入式

2、系统设计。STM32系列采用一种新型的存储器扩展技术——FSMC，在外部存储器扩展方面具有独特的优势，可根据系统的应用需要，方便地进行不同类型大容量静态存储器的扩展。2.FSMC机制2.1FSMC技术优势　　①支持多种静态存储器类型。STM32通过FSMC町以与SRAM、ROM、PSRAM、NORFlash和NANDFlash存储器的引脚直接相连。　②支持丰富的存储操作方法。FSMC不仅支持多种数据宽度的异步读／写操作，而且支持对NOR／PSRAM／NAND存储器的同步突发访问方式。　　③支持同时扩展多种存储器。FSMC

3、的映射地址空间中，不同的BANK是独立的，可用于扩展不同类型的存储器。当系统中扩展和使用多个外部存储器时，FSMC会通过总线悬空延迟时间参数的设置，防止各存储器对总线的访问冲突。　　④支持更为广泛的存储器型号。通过对FSMC的时间参数设置，扩大了系统中可用存储器的速度围，为用户提供了灵活的存储芯片选择空间。　　⑤支持代码从FSMC扩展的外部存储器中直接运行，而不需要首先调入部SRAM。2.2FSMC部结构　　STM32微控制器之所以能够支持NORFlash和NANDFlash这两类访问方式完全不同的存储器扩展，是因为FS

4、MC部实际包括NORFlash和NAND／PCCard两个控制器，分别支持两种截然不同的存储器访问方式。在STM32部，FSMC的一端通过部高速总线AHB连接到核Cortex－M3，另一端则是面向扩展存储器的外部总线。核对外部存储器的访问信号发送到AHB总线后，经过FSMC转换为符合外部存储器通信规约的信号，送到外部存储器的相应引脚，实现核与外部存储器之间的数据交互。FSMC起到桥梁作用，既能够进行信号类型的转换，又能够进行信号宽度和时序的调整，屏蔽掉不同存储类型的差异，使之对核而言没有区别。2.3FSMC映射地址空间F

5、SMC管理1GB的映射地址空间。该空间划分为4个大小为256MB的BANK，每个BANK又划分为4个64MB的子BANK，如表1所列。FSMC的2个控制器管理的映射地址空间不同。NORFlash控制器管理第1个BANK，NAND／PCCard控制器管理第2～4个BANK。由于两个控制器管理的存储器类型不同，扩展时应根据选用的存储设备类型确定其映射位置。其中，BANK1的4个子BANK拥有独立的片选线和控制寄存器，可分别扩展一个独立的存储设备，而BANK2～BANK4只有一组控制寄存器。1.FSMC扩展外部SRAM配置在S

6、TM32与FPGA进行通信的时候，FPGA其实可以看做STM32外部的SRAM,因此相应的配置可以参考对外部SRAM的配置。SRAM／ROM、NORFlash和PSRAM类型的外部存储器都是由FSMC的NORFlash控制器管理的，扩展方法基本相同，其中NORFlash最为复杂。通过FSMC扩展外部存储器时，除了传统存储器扩展所需要的硬件电路外，还需要进行FSMC初始化配置。FSMC提供大量、细致的可编程参数，以便能够灵活地进行各种不同类型、不同速度的存储器扩展。外部存储器能否正常工作的关键在于：用户能否根据选用的存储器

7、型号，对配置寄存器进行合理的初始化配置3.1地址映射空间3.2读写时序控制3.3配置存储器基本特征通过对FSMC特殊功能寄存器FSMC_BCRi(i为子BANK号，i=1，…，4)中对应控制位的设置，FSMC根据不同存储器特征可灵活地进行工作方式和信号的调整。根据选用的存储器芯片确定需要配置的存储器特征，主要包括以下方面：　　①存储器类型(MTYPE)是SRAM／ROM、PSRAM，还是NORFlaSh；　　②存储芯片的地址和数据引脚是否复用(MUXEN)，FSMC可以直接与AD0～AD15复用的存储器相连，不需要增加外

8、部器件；　　③存储芯片的数据线宽度(MWID)，FSMC支持8位／16位两种外部数据总线宽度；　　④对于NORFlash(PSRAM)，是否采用同步突发访问方式(BURSTEN)；　　⑤对于NORFlash(PSRAM)，NWAIT信号的特性说明(WAITEN、WAITCFG、WAITPOL)；⑥对于该存储芯片的读／