【STM32】FSMC概述

00. 目录

文章目录

00. 目录
01. FSMC简介
02. FSMC主要特性
03. FSMC框图
04. 外部器件地址映射
- 4.1 NOR/PSRAM地址映射
- 4.2 NOR Flash/PSRAM控制器
05. 寄存器描述
- 5.1 SRAM/NOR-Flash 片选控制寄存器 1..4 (FSMC_BCR1..4)
- 5.2 SRAM/NOR-Flash 片选时序寄存器 1..4 (FSMC_BTR1..4)
- 5.3 SRAM/NOR-Flash 写入时序寄存器 1..4 (FSMC_BWTR1..4)
06. 附录
07. 声明

01. FSMC简介

STM32F407 或 STM32F417 系列芯片都带有 FSMC 接口，ALIENTEK 探索者 STM32F4 开发板的主芯片为 STM32F407ZGT6，是带有 FSMC 接口的。

FSMC，即灵活的静态存储控制器，能够与同步或异步存储器和 16 位 PC 存储器卡连接，STM32F4 的 FSMC 接口支持包括 SRAM、NAND FLASH、NOR FLASH 和 PSRAM 等存储器。

02. FSMC主要特性

FSMC 能够连接同步、异步存储器和 16 位 PC 存储卡。其主要用途如下：
● 将 AHB 数据通信事务转换为适当的外部器件协议
● 满足外部器件的访问时序要求
所有外部存储器共享地址、数据和控制信号，但有各自的片选信号。FSMC 一次只能访问一个外部器件。

FSMC 具有以下主要功能：
● 连接静态存储器映射的器件：
— 静态随机访问存储器 (SRAM)
— 只读存储器 (ROM)
— NOR Flash/OneNAND Flash
— PSRAM（4 个存储区域）
● 两个带有 ECC 硬件的 NAND Flash 存储区域，可检查多达 8 KB 的数据
● 16 位 PC 卡兼容设备
● 支持对同步器件（NOR Flash 和 PSRAM）的突发模式访问
● 8 或 16 位宽的数据总线
● 每个存储区域有独立的片选控制
● 每个存储区域可独立配置
● 可对时序进行编程，以支持各种器件，尤其是：
— 等待周期可编程（最多 15 个时钟周期）
— 总线周转周期可编程（最多 15 个时钟周期）
— 输出使能和写入使能延迟可编程（最多 15 个时钟周期）
— 独立的读和写时序和协议，以支持各种存储器和时序
● 写使能和字节通道选择输出，可配合 PSRAM 和 SRAM 器件使用
● 将 32 位的 AHB 事务转换为针对外部 16 位或 8 位器件进行的连续 16 位或 8 位访问。
● 用于写入的 FIFO，2 字长（对于 STM32F42x 和 STM32F43x，为 16 字长），每个字为32 位宽，仅用于存储数据，而不存储地址。因此，此 FIFO 仅会缓冲 AHB 批量写事务。从而可对慢速存储器执行写入操作后能快速释放 AHB，以供其它操作使用。每次仅缓冲一个突发事务：如果在有操作正在进行时发生一个新的 AHB 突发事务或者一个单独事务，则 FIFO 将会清空。FSMC 将插入等待周期，直至当前存储器访问已完成）。
● 外部异步等待控制
定义外部器件类型和其特性的 FSMC 寄存器通常在启动时进行设置，并且在下次上电或复位前保持不变。但也可随时更改这些设置。

03. FSMC框图

FSMC 包含四个主要模块：
● AHB 接口（包括 FSMC 配置寄存器）
● NOR Flash/PSRAM 控制器
● NAND Flash/PC 卡控制器
● 外部器件接口

04. 外部器件地址映射

从 FSMC 的角度，外部存储器被划分为 4 个固定大小的存储区域，每个存储区域的大小为256 MB：
● 存储区域 1 可连接多达 4 个 NOR Flash 或 PSRAM 存储器器件。此存储区域被划分为 4 个NOR/PSRAM 区域，带 4 个专用片选信号。
● 存储区域 2 和 3 用于连接 NAND Flash 器件（每个存储区域一个器件）
● 存储区域 4 用于连接 PC 卡设备
对于每个存储区域，所要使用的存储器类型由用户在配置寄存器中定义。

4.1 NOR/PSRAM地址映射

HADDR[27:26] 位用于从表 185 中所示的四个存储区域之中选择其中一个存储区域。

HADDR[25:0] 包含外部存储器地址。由于 HADDR 为字节地址，而存储器按字寻址，所以根据存储器数据宽度不同，实际向存储器发送的地址也将有所不同，如下表所示。

4.2 NOR Flash/PSRAM控制器

FSMC 会生成适当的信号时序，以驱动以下类型的存储器：
● 异步 SRAM 和 ROM
— 8 位
— 16 位
— 32 位
● PSRAM（Cellular RAM）
— 异步模式
— 突发模式
— 复用或非复用
● NOR Flash
— 异步模式或突发模式
— 复用或非复用

FSMC 会为每个存储区域输出唯一的片选信号 NE[4:1]。所有其它信号（地址、数据和控制）均为共享信号。

对于同步访问，FSMC 只有在读/写事务期间才会向所选的外部器件发出时钟 (CLK)。HCLK时钟频率是该时钟的整数倍。每个存储区域的大小固定，均为 64 MB。

每个存储区域都通过专用的寄存器进行配置（请参见第 32.5.6 节）。

存储器的可编程参数包括访问时序（请参见表 189）和对等待管理的支持（用于在突发模式下访问 NOR Flash 和 PSRAM）。

05. 寄存器描述

5.1 SRAM/NOR-Flash 片选控制寄存器 1…4 (FSMC_BCR1…4)

SRAM/NOR-Flash chip-select control registers 1…4
偏移地址：0xA000 0000 + 8 * (x — 1)，x = 1…4
复位值：0x0000 30DX
该寄存器包含每个存储区域的控制信息，用于 SRAM、ROM 和异步或突发 NOR Flash。

5.2 SRAM/NOR-Flash 片选时序寄存器 1…4 (FSMC_BTR1…4)

SRAM/NOR-Flash chip-select timing registers 1…4
偏移地址：0xA000 0000 + 0x04 + 8 * (x — 1)，x = 1…4
复位值：0x0FFF FFFF
该寄存器包含每个存储区域的控制信息，用于 SRAM、ROM 和 NOR Flash。如果FSMC_BCRx 寄存器中的 EXTMOD 位置 1，该寄存器将和另外一个寄存器配合来配置写入和读取的时序参数。也就是说有 2 个寄存器可用：一个用于配置读取访问（此寄存器），另一个用于配置写入访问（FSMC_BWTRx 寄存器）。

5.3 SRAM/NOR-Flash 写入时序寄存器 1…4 (FSMC_BWTR1…4)

SRAM/NOR-Flash write timing registers 1…4
偏移地址：0xA000 0000 + 0x104 + 8 * (x — 1)，x = 1…4
复位值：0x0FFF FFFF
该寄存器包含每个存储区域的控制信息，用于 SRAM、ROM 和 NOR Flash。当 FSMC_BCRx
寄存器中的 EXTMOD 位置 1 时，该寄存器将处于有效状态，可以进行写入访问。

06. 附录

6.1 【STM32】STM32系列教程汇总

网址：【STM32】STM32系列教程汇总

07. 声明

该教程参考了正点原子的《STM32 F4 开发指南》