如何为STM32扩展内存呢

　　一、为什么使用SDRAM
　　STM32控制器芯片内部有一定大小的SRAM及FLASH作为内存和程序存储空间，但当程序较大，内存和程序空间不足时，就需要在STM32芯片的外部扩展存储器了。
　　STM32F429系列芯片扩展内存时可以选择SRAM和SDRAM，由于SDRAM的“容量/价格”比较高，即使用SDRAM要比SRAM要划算得多。我们以SDRAM为例讲解如何为STM32扩展内存。
　　给STM32芯片扩展内存与给PC扩展内存的原理是一样的，只是PC上一般以内存条的形式扩展，内存条实质是由多个内存颗粒（即SDRAM芯片）组成的通用标准模块，而STM32直接与SDRAM芯片连接。
　　二、SDRAM芯片W9825G6KH
　　该芯片有4个bank，每个bank13行，9列，数据位为16bit，所以整体大小为：4*（2^13）*（2^9）*16=32M。
　　引脚顺序如下：
　　
　　SDRAM 的信号线信号线说明
　　三、stm32f4的fmc接口
　　1、简介：
　　STM32F429使用FMC外设来管理扩展的存储器，FMC是Flexible Memory Controller的缩写，译为可变存储控制器。它可以用于驱动包括SRAM、SDRAM、NOR FLASH以及NAND FLSAH类型的存储器。在其它系列的STM32控制器中，只有FSMC控制器（Flexible Static Memory Controller），译为可变静态存储控制器，所以它们不能驱动SDRAM这样的动态存储器，因为驱动SDRAM时需要定时刷新，STM32F429的FMC外设才支持该功能，且只支持普通的SDRAM，不支持DDR类型的SDRAM。我们只讲述FMC的SDRAM控制功能。
　　STM32F429 FMC 接口的 SDRAM控制器，具有如下特点：
　　两个 SDRAM 存储区域，可独立配置
　　支持 8 位、 16 位和 32 位数据总线宽度
　　支持 13 位行地址， 11 位列地址， 4 个内部存储区域： 4x16Mx32bit （256MB）、
　　4x16Mx16bit（128 MB）、 4x16Mx8bit （64 MB）
　　支持字、半字和字节访问
　　自动进行行和存储区域边界管理
　　多存储区域乒乓访问
　　可编程时序参数
　　支持自动刷新操作，可编程刷新速率
　　自刷新模式
　　读 FIFO 可缓存，支持 6 行 x32 位深度（ 6 x14 位地址标记）/
　　2、框图
　　
　　3、引脚对照表
　　4、时钟控制逻辑
　　FMC外设挂载在AHB3总线上，时钟信号来自于HCLK（默认180MHz），控制器的时钟输出就是由它分频得到。如SDRAM控制器的FMC_SDCLK引脚输出的时钟，是用于与SDRAM芯片进行同步通讯，它的时钟频率可通过FMC_SDCR1寄存器的SDCLK位配置，可以配置为HCLK的1/2或1/3，也就是说，与SDRAM通讯的同步时钟最高频率为90MHz。
　　5、FMC的地址映射
　　FMC连接好外部的存储器并初始化后，就可以直接通过访问地址来读写数据，这种地址访问与I2C EEPROM、SPI FLASH的不一样，后两种方式都需要控制I2C或SPI总线给存储器发送地址，然后获取数据；在程序里，这个地址和数据都需要分开使用不同的变量存储，并且访问时还需要使用代码控制发送读写命令。而使用FMC外接存储器时，其存储单元是映射到STM32的内部寻址空间的；在程序里，定义一个指向这些地址的指针，然后就可以通过指针直接修改该存储单元的内容，FMC外设会自动完成数据访问过程，读写命令之类的操作不需要程序控制。FMC的地址映射见图 2614。
　　
　　图 2614 FMC的地址映射
　　图中左侧的是Cortex-M4内核的存储空间分配，右侧是STM32 FMC外设的地址映射。可以看到FMC的NOR/PSRAM/SRAM/NAND FLASH以及PC卡的地址都在External RAM地址空间内，而SDRAM的地址是分配到External device区域的。正是因为存在这样的地址映射，使得访问FMC控制的存储器时，就跟访问STM32的片上外设寄存器一样（片上外设的地址映射即图中左侧的“Peripheral”区域）。
　　四、stm32cubemx配置fmc
　　
　　
　　以上配置主要通过查阅从W9825G6KH数据手册进行确定：
　　1.从W9825G6KH数据手册中可得知Row Address:A0-A12，共13bits; Column Address:A0-A8，共9bits.
　　
　　2.CAS latency从W9825G6KH数据手册的目录页就可以看出
　　
　　3.禁止写保护 并 使能突发读模式提高读效率
　　4.SDRAM common clock：
　　SDRAM有4个bank， 在切换bank时，SDRAM需要延迟一定时间， SDRAM common clock就是用于配置该时间。在SDRAM手册中
　　对应= 2 tick ， 所以该值配置为2.
　　5.SDRAM common read pipe delay： CAS 延迟后延后多少个 HCLK 时钟周期读取数据
　　6.时序配置
　　在stm32f4的数据手册有这么一句话“SDRAM clock can be HCLK/2 or HCLK/3” ，所以SDRAM的时钟最大为216/2=108MHz，所以对于SDRAM而言， 1tick = 9.26ns
　　
　　（tips： 按道理SDRAM common row cycle delay 与 Row to Column delay 可以最小设置为2的， 但是在实际使用中发现配置为2时SDRAM并不能正常工作， 经过试验这两个参数可设置为6 ）
　　五、软件编程：
　　使用指针的方式访问SDRAM存储器
　　完成初始化SDRAM后，我们就可以利用它存储数据了，由于SDRAM的存储空间是被映射到内核的寻址区域的，我们可以通过映射的地址直接访问SDRAM，访问这些地址时，FMC外设自动读写SDRAM，程序上无需额外操作。
　　通过地址访问内存，最直接的方式就是使用C语言的指针方式了，见代码清单 269。
　　代码清单 269 使用指针的方式访问SDRAM
　　1 /*SDRAM起始地址存储空间2的起始地址*/
　　2 #define SDRAM_BANK_ADDR （（uint32_t）0xD0000000）
　　3 /*SDRAM大小，8M字节*/
　　4 #define IS42S16400J_SIZE 0x800000
　　5
　　6 uint32_t temp;
　　7
　　8 /*向SDRAM写入8位数据*/
　　9 *（ uint8_t*） （SDRAM_BANK_ADDR ） = （uint8_t）0xAA;
　　10 /*从SDRAM读取数据*/
　　11 temp = *（ uint8_t*） （SDRAM_BANK_ADDR ）;
　　12
　　13 /*写/读 16位数据*/
　　14 *（ uint16_t*） （SDRAM_BANK_ADDR+10 ） = （uint16_t）0xBBBB;
　　15 temp = *（ uint16_t*） （SDRAM_BANK_ADDR+10 ）;
　　16
　　17 /*写/读 32位数据*/
　　18 *（ uint32_t*） （SDRAM_BANK_ADDR+20 ） = （uint32_t）0xCCCCCCCC;
　　19 temp = *（ uint32_t*） （SDRAM_BANK_ADDR+20 ）;
　　为方便使用，代码中首先定义了宏SDRAM_BANK_ADDR表示SDRAM的起始地址，该地址即FMC映射的存储区域2的首地址；宏IS42S16400J_SIZE表示SDRAM的大小，所以从地址（SDRAM_BANK_ADDR）到（SDRAM_BANK_ADDR+IS42S16400J_SIZE）都表示在SDRAM的存储空间，访问这些地址，直接就能访问SDRAM。
　　配合这些宏，使用指针的强制转换以及取指针操作即可读写SDRAM的数据，使用上跟普通的变量无异。
　　直接指定变量存储到SDRAM空间
　　每次存取数据都使用指针来访问太麻烦了，为了简化操作，可以直接指定变量存储到SDRAM空间，见代码清单 2610。
　　代码清单 2610 直接指定变量地址的方式访问SDRAM
　　1 /*SDRAM起始地址存储空间2的起始地址*/
　　2 #define SDRAM_BANK_ADDR （（uint32_t）0xD0000000）
　　3 /*绝对定位方式访问SDRAM，这种方式必须定义成全局变量*/
　　4 uint8_t testValue __attribute__（（at（SDRAM_BANK_ADDR）））;
　　5 testValue = 0xDD;
　　这种方式必须定义成全局变量*/4 uint8_t testValue __attribute__（（at（SDRAM_BANK_ADDR）））;5 testValue = 0xDD; 这种方式使用关键字“__attribute__（（at（）））”来指定变量的地址，代码中指定testValue存储到SDRAM的起始地址，从而实现把变量存储到SDRAM上。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。
　　更常见的是利用这种方法定义一个很大的数组，整个数组都指定到SDRAM地址上，然后就像使用malloc函数一样，用户自定义一些内存管理函数，动态地使用SDRAM的内存，我们在使用emWin写GUI应用的时候就是这样做的。
　　在本书的《MDK编译过程及文件类型全解》章节将会讲解使用更简单的方法从SDRAM中分配变量，以及使用C语言标准库的malloc函数来分配SDRAM的空间，更有效地进行内存管理。
　　六、实验现象：
　　
　　七、源码：
　　八、注意事项：
　　1.Cube配置缺少一个配置命令模式寄存器的函数，用来配置初始化序列
　　2.Cube配置缺少设定刷新定时器的函数，用来设置自动刷新时间
　　3.Cube配置缺少LDQM和UDQM2个引脚，对应FMC_NBL0和FMC_NBL1，即PE0和PE1，可分别控制数据高8位和低8位是否有效，自己添加，设置为复用FMC就行，高低电平不用自己操作，HAL库里面有程序操作。