boards/sam3x-ek/hw/hw_sdram.h

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * This file is part of BeRTOS.
   5  *
   6  * Bertos is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  19  *
  20  * As a special exception, you may use this file as part of a free software
  21  * library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
  22  * templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
  23  * this file and link it with other files to produce an executable, this
  24  * file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
  25  * the GNU General Public License.  This exception does not however
  26  * invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
  27  * the GNU General Public License.
  28  *
  29  * Copyright 2011 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
  30  *
  31  * -->
  32  *
  33  * \brief MT48LC16M16A2 SDRAM initialization for Atmel SAM3X-EK board.
  34  *
  35  * \author Stefano Fedrigo <aleph@develer.com>
  36  *
  37  * SDRAMC register settings and comments are from Atmel Softpack, see licence below:
  38  *
  39  * ----------------------------------------------------------------------------
  40  *         ATMEL Microcontroller Software Support
  41  * ----------------------------------------------------------------------------
  42  * Copyright (c) 2010, Atmel Corporation
  43  *
  44  * All rights reserved.
  45  *
  46  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  47  * modification, are permitted provided that the following conditions are met:
  48  *
  49  * - Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
  50  * this list of conditions and the disclaimer below.
  51  *
  52  * Atmel's name may not be used to endorse or promote products derived from
  53  * this software without specific prior written permission.
  54  *
  55  * DISCLAIMER: THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY ATMEL "AS IS" AND ANY EXPRESS OR
  56  * IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
  57  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NON-INFRINGEMENT ARE
  58  * DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL ATMEL BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  59  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
  60  * LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA,
  61  * OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
  62  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
  63  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE,
  64  * EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  65  * ----------------------------------------------------------------------------
  66  */
  67
  68 #ifndef HW_SAM3X_SDRAM_H
  69 #define HW_SAM3X_SDRAM_H
  70
  71 #include "cfg/macros.h"
  72 #include <cpu/types.h>
  73 #include <io/sam3.h>
  74 #include <drv/timer.h>
  75
  76 /*
  77  * SDRAM properties
  78  */
  79 #define SDRAM_BASE      0x70000000
  80 #define SDRAM_SIZE      (32*1024*1024)
  81 #define SDRAM_BUSWIDTH  16
  82 #define SDRAM_CLK       CPU_FREQ
  83
  84 /*
  85  * IO pins
  86  */
  87 // port C, peripheral A
  88 #define PIO_SDRAM_DATA     (0xFFFF << 2)  // Data bus, 2-17
  89 #define PIO_SDRAM_SDA0_A7  (0xFF << 23)   // Address bus, 23-30
  90 #define PIO_SDRAM_NBS0     BV(21)         // Data mask enable 0
  91 // port D, peripheral A
  92 #define PIO_SDRAM_SDCKE    BV(13)         // Clock enable
  93 #define PIO_SDRAM_SDCS     BV(12)         // Chip select
  94 #define PIO_SDRAM_RAS      BV(15)         // Row
  95 #define PIO_SDRAM_CAS      BV(16)         // Column
  96 #define PIO_SDRAM_BA0      BV(6)          // Bank select 0
  97 #define PIO_SDRAM_BA1      BV(7)          // Bank select 1
  98 #define PIO_SDRAM_SDWE     BV(14)         // Write enable
  99 #define PIO_SDRAM_NBS1     BV(10)         // Data mask enable 1
 100 #define PIO_SDRAM_SDA8     BV(22)
 101 #define PIO_SDRAM_SDA9     BV(23)
 102 #define PIO_SDRAM_SDA10    BV(11)
 103 #define PIO_SDRAM_SDA11    BV(25)
 104 #define PIO_SDRAM_SDA12    BV(4)
 105 // port D, PIO output
 106 #define PIO_SDRAM_EN       BV(18)         // Enable
 107
 108 #define SDRAM_PORTC_PERIPH  (PIO_SDRAM_DATA | PIO_SDRAM_SDA0_A7 | PIO_SDRAM_NBS0)
 109 #define SDRAM_PORTD_PERIPH  (PIO_SDRAM_SDCKE | PIO_SDRAM_SDCS  | PIO_SDRAM_RAS   | \
 110                              PIO_SDRAM_CAS   | PIO_SDRAM_BA0   | PIO_SDRAM_BA1   | \
 111                              PIO_SDRAM_SDWE  | PIO_SDRAM_NBS1  | PIO_SDRAM_SDA8  | \
 112                              PIO_SDRAM_SDA9  | PIO_SDRAM_SDA10 | PIO_SDRAM_SDA11 | \
 113                              PIO_SDRAM_SDA12)
 114 #define SDRAM_PORTD_OUTPUT  PIO_SDRAM_EN
 115
 116
 117 INLINE void sdram_init(void)
 118 {
 119         HWREG(PIOC_BASE + PIO_PDR_OFF) = SDRAM_PORTC_PERIPH;
 120         HWREG(PIOC_BASE + PIO_PUER_OFF) = SDRAM_PORTC_PERIPH;
 121         PIO_PERIPH_SEL(PIOC_BASE, SDRAM_PORTC_PERIPH, PIO_PERIPH_A);
 122
 123         HWREG(PIOD_BASE + PIO_PDR_OFF) = SDRAM_PORTD_PERIPH;
 124         HWREG(PIOD_BASE + PIO_PUER_OFF) = SDRAM_PORTD_PERIPH;
 125         PIO_PERIPH_SEL(PIOD_BASE, SDRAM_PORTD_PERIPH, PIO_PERIPH_A);
 126
 127         HWREG(PIOD_BASE + PIO_PER_OFF) = SDRAM_PORTD_OUTPUT;
 128         HWREG(PIOD_BASE + PIO_OER_OFF) = SDRAM_PORTD_OUTPUT;
 129         HWREG(PIOD_BASE + PIO_SODR_OFF) = SDRAM_PORTD_OUTPUT;
 130
 131         pmc_periphEnable(SMC_SDRAMC_ID);
 132
 133         // SDRAM device configuration
 134         SDRAMC_CR =
 135                 SDRAMC_CR_NC_COL9 | SDRAMC_CR_NR_ROW13 | SDRAMC_CR_NB_BANK4 |
 136                 SDRAMC_CR_CAS_LATENCY2 | SDRAMC_CR_DBW |
 137                 SDRAMC_CR_TWR(2) | SDRAMC_CR_TRC_TRFC(9) | SDRAMC_CR_TRP(3) |
 138                 SDRAMC_CR_TRCD(3) | SDRAMC_CR_TRAS(6) | SDRAMC_CR_TXSR(10);
 139
 140         SDRAMC_LPR = 0;
 141         SDRAMC_MDR = SDRAMC_MDR_MD_SDRAM;
 142
 143         /*
 144          * A minimum pause of 200 us needed before any signal toggle
 145          * (6 core cycles per iteration).
 146          */
 147         timer_delay(1);
 148
 149         /*
 150          * A NOP command is issued to the SDR-SDRAM. Program NOP command into
 151          * Mode Register, the application must set Mode to 1 in the Mode Register.
 152          * Perform a write access to any SDR-SDRAM address to acknowledge this command.
 153          * Now the clock which drives SDR-SDRAM device is enabled.
 154          */
 155         SDRAMC_MR = SDRAMC_MR_MODE_NOP;
 156         *(uint32_t *)SDRAM_BASE = 0;
 157
 158         /*
 159          * An all banks precharge command is issued to the SDR-SDRAM. Program all
 160          * banks precharge command into Mode Register, the application must set Mode to
 161          * 2 in the Mode Register . Perform a write access to any SDRSDRAM address to
 162          * acknowledge this command.
 163          */
 164         SDRAMC_MR = SDRAMC_MR_MODE_ALLBANKS_PRECHARGE;
 165         *(uint32_t *)SDRAM_BASE = 0;
 166
 167         /*
 168          * Eight auto-refresh (CBR) cycles are provided. Program the auto refresh
 169          * command (CBR) into Mode Register, the application must set Mode to 4 in
 170          * the Mode Register. Once in the idle state, two AUTO REFRESH cycles must
 171          * be performed.
 172          */
 173         SDRAMC_MR = SDRAMC_MR_MODE_AUTO_REFRESH;
 174         *(uint32_t *)SDRAM_BASE = 0;
 175
 176         SDRAMC_MR = SDRAMC_MR_MODE_AUTO_REFRESH;
 177         *(uint32_t *)SDRAM_BASE = 0;
 178
 179         /*
 180          * A Mode Register set (MRS) cycle is issued to program the parameters of
 181          * the SDRAM devices, in particular CAS latency and burst length.
 182          */
 183         SDRAMC_MR = SDRAMC_MR_MODE_LOAD_MODEREG;
 184         *(uint32_t *)(SDRAM_BASE + 9) = 0xc001babe;
 185
 186         /*
 187          * For low-power SDR-SDRAM initialization, an Extended Mode Register set
 188          * (EMRS) cycle is issued to program the SDR-SDRAM parameters (TCSR, PASR, DS).
 189          * The write address must be chosen so that BA[1] is set to 1 and BA[0] is set
 190          * to 0: BK1 is at bit 24, 1+9+13+1.
 191          */
 192         SDRAMC_MR = SDRAMC_MR_MODE_EXT_LOAD_MODEREG;
 193         *(uint32_t *)(SDRAM_BASE + (1 << 24)) = 0;
 194
 195         /*
 196          * The application must go into Normal Mode, setting Mode to 0 in the Mode
 197          * Register and perform a write access at any location in the SDRAM to
 198          * acknowledge this command.
 199          */
 200         SDRAMC_MR = SDRAMC_MR_MODE_NORMAL;
 201         *(uint32_t *)SDRAM_BASE = 0;
 202
 203         /*
 204          * Write the refresh rate into the count field in the SDRAMC Refresh
 205          * Timer register. Set Refresh timer 15.625 us
 206          */
 207         SDRAMC_TR = SDRAMC_TR_COUNT(SDRAM_CLK / 1000 * 15625 / 1000000) ;
 208 }
 209
 210 #endif /* HW_SAM3X_SDRAM_H */