如何利用FSMC扩展外部SRAM呢

　　（一）为什么要扩展外部SRAM
　　内存是芯片工作的重要基础，众所周知，内存更大的芯片，其运行能力和性能往往也会更高。
　　但是当程序较大，导致芯片内部的内存空间不足以保存该程序时，便可以选择通过外扩存储器，解决内存不足的问题。在实际应用中，可以选择SRAM或者SDRAM作为外部的扩展内存，但由于本次使用的芯片不支持SDRAM的扩展功能，所以选择SRAM作为扩展的对象。
　　（二）什么是SRAM
　　简介
　　SRAM的英文全称为Static Random Assess Memory，译为静态随记存储器。与内存的特性一样，SRAM也属于易失性存储器，当掉电之后，存储器中的内容便会丢失。
　　存储器型号
　　本次使用的SRAM的型号为：IS62WV51216
　　其中，IS表示该芯片的生产公司为ISSI，即芯成半导体有限公司；512表示该芯片的容量为512K word；16则表示数据传输时的数据最小长度为16-Bits。另外，该芯片支持两种不同的高速访问时间，分别为45ns和55ns，该时间表示进行一次数据读写的最短时间要求，本文选择55ns的模式。
　　容量
　　512*16Bits = 1MB
　　原理框图
　　该SRAM芯片的内部原理图如下：
　　
　　引脚配置
　　引脚数量为48Pin，TSOP引脚封装方式的引脚图及其说明如下：
　　
　　本次使用的SRAM芯片可以选择两种不同的时序进行数据的读取，本文使用下面的一种：
　　
　　读取数据的时序要求
　　读取数据时的时序要求如下图所示：
　　
　　写入数据时序图
　　本次使用的SRAM芯片可以选择四种不同的时序进行数据的读取，本文选择下面的一种方式：
　　
　　写入数据的时序要求
　　对时序的要求如下：
　　
　　（三）什么是FSMC外设
　　简介
　　FSMC的英文全称为Flexible Static Memory Controller，译为静态存储控制器。是STM32F1系列芯片中用于扩展外部存储器的一种外设。通过其名称便可以得知，FSMC外设仅能扩展无须刷新的存储器，比如SRAM、Nor Flash等，而不支持扩展如SDRAM之类需要动态刷新的存储器。
　　FSMC支持扩展的存储器
　　按照STM32F1系列的官方文档中的介绍，FSMC支持扩展的存储器包括SRAM、Nor Flash、Nand Flash以及PC卡。
　　FSMC支持的数据宽度
　　FSMC支持8-Bits或者16-Bits的数据宽度，但实际使用的数据宽度需要根据存储器的要求进行配置。而我们本次使用的存储器的数据宽度为16-Bits，所以也应该将FSMC的数据宽度配置为16-Bits。
　　FSMC的内部原理图
　　
　　由上图可知，在利用FSMC扩展外部存储设备时，有一些引脚是不同类型的设备共用的，但有一些是独有的，所以应该按照本身使用的存储器类型进行配置。由于本次我们扩展的是外部SRAM，所以只需要使用到上图中的红色标记中的引脚即可。其余引脚功能不再赘述。
　　FSMC的时钟配置
　　由于SRAM是异步通讯的方式，所以并不需要使用时钟信号。但是，如果扩展的是同步通讯的外部存储器，那么便需要配置该时钟信号。由上图可知，FSMC外设是直接与AHB总线连接的，根据STM32F1系列的时钟树，得知FSMC外设的时钟与系统时钟是相同的，以72MHz为例。
　　FSMC的存储空间映射
　　我们回到SRAM的数据读写特性部分，为什么扩展SRAM的主机可以直接通过地址对SRAM中的数据进行读写呢？最根本的原因就是STM32F1系列芯片为FSMC外设预留了专门用于扩展外部存储器的内存空间，且该空间的容量高达1GB。
　　另外，为了满足扩展不同类型存储器的需求，STM又将这1GB的空间划分为4个BANK，具体的内存分配如下：
　　
　　由上图可知，SRAM和Nor Flash使用的是内存地址位于0x6000 0000到0x6FFF FFFF之间的Bank1区域。同时，Bank1区域还被分为4个子Bank，分别如下：
　　
　　并且，对每个子Bank的配置和片选都是相互独立的。片选引脚为FSMC_NE［4:1］。
　　FSMC的工作模式选择
　　在实际应用中，可以选择FSMC工作在6种不同的工作模式下。通过FSMC的扩展模式，可以选择不同的模式配置。当使能扩展模式后，可以选择模式A至模式D；如果禁用扩展模式，则可以选择模式1和模式2。不同工作模式下的时序要求是不同的，本文使用的是模式A。
　　模式A下的时序图
　　读取数据时序图
　　
　　写入数据时序图
　　
　　模式A下的相关配置
　　STM官方提供了FSMC工作在模式A下的配置要求，如下所示：
　　1、BCR寄存器配置
　　
　　2、BTR寄存器配置
　　
　　3、BTWR寄存器配置
　　
　　FSMC与SRAM之间的引脚对应关系
　　为了实现FSMC扩展SRAM的需求，我们需要在设计PCB时，将两者之间的对应引脚进行正确的连接。它们之间的匹配关系如下表所示：
　　［tr］SRAM引脚FSMC引脚说明［/tr］CLKCLK时钟信号引脚
　　A［25:0］A［25:0］地址引脚
　　D［15:0］D［15:0］数据引脚
　　NE［x］ NE［x］
　　NOENOE输出使能引脚
　　NWENWE写使能引脚
　　NL（=NADV）NL（=NADV）地址有效输入（仅PSRAM使用）
　　NWAITNWAITPSRAM等待FSMC的输入信号引脚
　　NBL［1］NBL［1］高8-Bits字节有效引脚
　　NBL［0］NBL［0］低8-Bits字节有效引脚
　　（四）驱动代码编写
　　编程时需要使用的工具
　　1.ST官方提供的库帮助文档，使用起来特别方便，英文名称为《STM32F10x Standard Peripherals Firmware Library》；
　　2、SRAM的芯片手册，重点是该芯片的时序图以及时序图的要求，由于FSMC操作SRAM不依赖于命令，所以必须严格按照时序图的要求进行编程；
　　3、STMF1系列的参考手册，重点是寄存器的配置，以及内存分配。
　　开始进行编程
　　初始化GPIO
　　按照STM32参考手册中GPIO章节的描述，需要将FSMC与SRAM之间使用的所有GPIO配置为复用推挽输出。
　　初始化FSMC
　　在初始化SRAM时，主要是对FSMC_NORSRAMInitTypeDef和FSMC_NORSRAMTimingInitTypeDef两个结构体进行配置，便可以完成FSMC的初始化。并且，由于上述两个结构体中的信息并非全部都用于FSMC扩展外部SRAM，所以其他无关的信息可以均初始化为默认值即可。下面列出部分代码：
　　。。.。。.。。.。
　　//设置存储器类型：SRAM类型
　　FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryType =FSMC_MemoryType_SRAM;
　　//设置存储器数据宽度：16位
　　FSMC_NORSRAMInitStructure.FSMC_MemoryDataWidth = FSMC_MemoryDataWidth_16b;
　　。。.。。.。。.
　　使能FSMC功能
　　在使用FSMC外设时，一定要记住使能FSMC外设时钟，以及所选择的Bank区域。比较方便的是，上面两个过程均可以通过库函数实现。
　　开始进行数据读写
　　向SRAM指定地址写入数据
　　上面我们说过，通过直接操作地址，我们便可以实现与SRAM之间的数据交互。但是需要注意的是，访问的地址范围不能超过SRAM允许的地址范围。
　　比如，我们希望向地址为0x68000000的存储空间中写入数据，此处使用两种方法进行说明：
　　1、利用地址进行操作：
　　#define Bank1_SRAM3_START_ADDR （0x68000000）
　　int main（）
　　{
　　int * writeData = （int *）Bank1_SRAM3_START_ADDR;
　　*writeData = 0x12;//向SRAM的0x68000000地址处写入0x12
　　}
　　2、利用变量的方式：
　　#define Bank1_SRAM3_START_ADDR （0x68000000）
　　int writeData __attribute__（（at（Bank1_SRAM3_ADDR）））;//必须定义为全局变量
　　int main（）
　　{
　　writeData = 0x34;//向SRAM的0x68000000地址处写入0x34
　　}
　　结
　　在利用FSMC扩展外部SRAM时，最重要的便是需要严格按照时序要求进行编程。SRAM本身的工作原理是非常简单的。