STM32H743. Тайминги FMC, Тактирование FMC Опции

[__inline__]

Обнаружил интересную проблему и способ её решения.

Отладочная плата Nucleo-H743. Процессор STM32H743. Частота ядра 400 МГц. Частота шины FMC выставлена 200 МГц (максимум). Тактирование заведено от HCLK3.
На FMC висит дисплей с настроенными времянками. Инит дисплея проходит успешно, его ID производителя успешно определяется.
Далее в дисплей начинаю сыпать, сыпать, сыпать данные.... Через DMA. Только данные. Ножка A16 всегда =1 при этом.

Возникает проблема: дисплей перестаёт отображать данные. Либо он "зависает" (картинка не обновляется), либо он уходит в стэндбай - и весь экран становится белым.
При этом процессор и остальная периферия работают.
И с каждым сбросом CPU проблема повторяется.

Но стоило выбрать другой источник тактирования FMC - PLL1Q, а частоту тактирования FMC сделать в 2 раза ниже: 100 МГц, дисплей работает как часы и передача данных не срывается. Времянки при этом перерасчитаны (тоесть в масштабах времени они одинаковы, меняется число клоков) - использую Mode A - там только Address Setup и Data Setup.

Пробовал сильно укорачивать времянки - всёравно работает. Картинка не перекручивается - пиксели не пропускаются, и нужного цвета.
Но стоит поднять частоту FMC чуть выше 100 МГц, то проблема снова появляется, даже если времянки поставить очень длинные.

Я вот о чем подумал - в Mode A у FMC есть "хвостик" после Data Setup - его длина ВСЕГДА ФИКСИРОВАНА и равна 1 такту шины FMC. Картинка ниже.

Вопрос вот в чём, насколько существенна длительность этого "хвоста" для работы с периферией на FMC?

Ведь по сути нет никаких способов влиять программно на этот "хвост", кроме как занижать частоту FMC. А значит стабильную работу с данным LCD можно получить только, выставив минимально допустимую длину "хвоста", понизив частоту FMC и выставив остальные параметры времянок.

Пробовал другие дисплеи(модели другие!) подключать, таких проблем не было. Только один конкретный дисплей так ведёт себя.

В чем может быть ещё проблема? Дисплеи на "макаронах" до 10 см., это не критично для обмена на частоте данных 20-30 МГц.



Сообщение отредактировал __inline__ - Jul 22 2018, 02:32

[__inline__]

Успешно запустил контроллер NAND Flash и прикрутил к нему проблемный дисплей.
Получил ещё одно подтверждение того, что дисплей хочет длинный HOLD.

Частота FMC=200 МГц. 1 CLK = 5 нс.

Первым делом, настроил MPU, для отключения кеширования диапазона адресов: 0x80000000...0x8FFFFFFF (256 МБ). Позже объясню, зачем так много.

Код

static void MPU_Conf(void)
{
MPU_Region_InitTypeDef MPU_InitStruct;

HAL_MPU_Disable();

MPU_InitStruct.Enable=MPU_REGION_ENABLE;

MPU_InitStruct.BaseAddress = 0x80000000;
MPU_InitStruct.Size = MPU_REGION_SIZE_256MB; //0x80000000..0x8FFFFFFF

MPU_InitStruct.AccessPermission=MPU_REGION_FULL_ACCESS;

MPU_InitStruct.TypeExtField=MPU_TEX_LEVEL0;

MPU_InitStruct.IsCacheable=MPU_ACCESS_NOT_CACHEABLE; //NOT CACHEABLE
MPU_InitStruct.IsBufferable=MPU_ACCESS_BUFFERABLE;
MPU_InitStruct.IsShareable=MPU_ACCESS_SHAREABLE;

MPU_InitStruct.Number=MPU_REGION_NUMBER0;
MPU_InitStruct.SubRegionDisable=0x00;
MPU_InitStruct.DisableExec=MPU_INSTRUCTION_ACCESS_DISABLE;

HAL_MPU_ConfigRegion(&MPU_InitStruct);

HAL_MPU_Enable(MPU_PRIVILEGED_DEFAULT);
}

Затем проинитил FMC , NAND. Здесь разные времянки для PMEM и PATT - использую первую для записи, вторую для чтения в регистры LCD (времянки на чтение всегда более длинные):

Код

static void MX_FMC_Init(void)
{
  FMC_NAND_PCC_TimingTypeDef ComSpaceTiming;
  FMC_NAND_PCC_TimingTypeDef AttSpaceTiming;

  /** Perform the NAND1 memory initialization sequence
  */
  hnand1.Instance = FMC_NAND_DEVICE;
  /* hnand1.Init */
  hnand1.Init.NandBank = FMC_NAND_BANK3;
  hnand1.Init.Waitfeature = FMC_NAND_WAIT_FEATURE_DISABLE;
  hnand1.Init.MemoryDataWidth = FMC_NAND_MEM_BUS_WIDTH_8;
  hnand1.Init.EccComputation = FMC_NAND_ECC_DISABLE;
  hnand1.Init.ECCPageSize = FMC_NAND_ECC_PAGE_SIZE_256BYTE;
  hnand1.Init.TCLRSetupTime = 0;
  hnand1.Init.TARSetupTime = 0;
  /* hnand1.Config */
  hnand1.Config.PageSize      = 262144; //256kB >= 320x240x2
  hnand1.Config.SpareAreaSize = 262144; //256kB >= 320x240x2
  hnand1.Config.BlockSize = 1;
  hnand1.Config.BlockNbr = 1;
  hnand1.Config.PlaneNbr = 1;
  hnand1.Config.PlaneSize = 1;
  hnand1.Config.ExtraCommandEnable = ENABLE;

//Адреса для записи:
  /* ComSpaceTiming: 0x80000000..0x83FFFFFF */
  ComSpaceTiming.SetupTime     = 0; //+1 1CLK =  5ns             >=  4ns
  ComSpaceTiming.WaitSetupTime = 3; //+1 4CLK = 20ns             >= 18ns 1CLK уже мало
  ComSpaceTiming.HoldSetupTime = 3; //+0 3CLK = 15ns             >= 15ns 1CLK уже мало
  ComSpaceTiming.HiZSetupTime  = 1; //+0 1CLK =  5ns (tSET=tHIZ) >=  4ns 0CLK работает (0CLK: данные появятся сразу после падения NCE, 1CLK: после падения NWE, >1CLK: ещё позже)

//Адреса для чтения:
  /* AttSpaceTiming: 0x88000000..0x8BFFFFFF */
  AttSpaceTiming.SetupTime     = 254; //+1
  AttSpaceTiming.WaitSetupTime = 254; //+1
  AttSpaceTiming.HoldSetupTime = 254; //WR:+0 RD:+1
  AttSpaceTiming.HiZSetupTime  = 254; //+0

  if (HAL_NAND_Init(&hnand1, &ComSpaceTiming, &AttSpaceTiming) != HAL_OK)
  {
    _Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  }

}

Почитал референс-мануал на H743, внимательно расставил параметры времянок с учётом того, что к некоторым добавляется +1 CLK.

Код

  ComSpaceTiming.SetupTime     = 0; //+1 1CLK =  5ns             >=  4ns
  ComSpaceTiming.WaitSetupTime = 3; //+1 4CLK = 20ns             >= 18ns 1CLK уже мало
  ComSpaceTiming.HoldSetupTime = 3; //+0 3CLK = 15ns             >= 15ns 1CLK уже мало
  ComSpaceTiming.HiZSetupTime  = 1; //+0 1CLK =  5ns (tSET=tHIZ) >=  4ns 0CLK работает (0CLK: данные появятся сразу после падения NCE, 1CLK: после падения NWE, >1CLK: ещё позже)

Всё согласно времянкам проблемного дисплея:



Уточнения:

1)
tHIZ выбрано равным tSETUP. Чтобы данные выкидывались на шину сразу же после падения строба записи NWE.
Можно сделать вообще tHIZ=0, тогда данные будут выдаваться сразу же после падения NCE - проверил: тоже работает!

2)
Если tWAIT меньше 2, то кадр в дисплее начинает перекручиваться и периодически переставлять байты цвета (идут пропуски байтов)

3)
Если tHOLD меньше 2, то дисплей повисает. Как раз тот случай, что с NOR/PSRAM контроллером - tHOLD там всегда 1 CLK !

4)
Если tWAIT=2 и tHOLD=2, то дисплей работает, но очень редко зависает (времянка не соответствует приведённой в даташите на LCD).

Код что выше, обеспечивает необходимую времянку. Дисплей проработал 1.5 часа без сбоя. Дальше не тестировал.

Порты для записи в LCD:

Код

#define LCD_WR_COM16 (*(volatile unsigned short int*) 0x80000000)
#define LCD_WR_DAT16 (*(volatile unsigned short int*) 0x80010000)

Для чтения:

Код

#define LCD_RD_COM16 (*(volatile unsigned short int*) 0x88000000)
#define LCD_RD_DAT16 (*(volatile unsigned short int*) 0x88010000)

Итоговая скорость записи в дисплей: 200MHz/(1+4+3)=25 MHz

Соединение дисплея с FMC:

D0..D7 - LCD D0..D7
NWAIT - не используется
NOE - LCD !RD
NWE - LCD !WE
NCE - LCD !CS
A16 - CLE - LCD !RS
A17 - ALE - не используется

Сообщение отредактировал __inline__ - Jul 22 2018, 07:59