概述

本文总结了AXI EMC IP CORE的使用，包括参数设置以及信号等相关方面，踩过坑，分享给网友，本文以型号为S29GL512S10TFI01的NOR FLASH进行讲解，根据该FLASH的芯片手册进行时序参数设置的说明，文中若有不正确的地方，欢迎指正，使用不难，没太大技术含量，后续会对内核的MTD框架进行分析，AXI EMC是XILINX提供的FPGA的IP core，可以在PL侧外接存储设备，以本文为例，实际使用目的是在PL外挂64M的FLASH存储设备，PL通过AXI 总线挂到PS侧，并在文件系统中能够读写擦除操作。

1 Flash介绍

1.1 Nor flash和Nand flash

Nor flash ：读快，写慢，擦除慢，引脚多，地址线和数据线分开，但读写操作简单
Nand flash ：读稍微比nor慢，但写和擦除较快，容量大，但存在坏块和位反转，地址和数据引脚复用，读写操作比较复杂

2 axi emc介绍

2.1 概述

axi emc是fpga的一个ip core，axi 外部存储控制器，支持sram，nor flash ，psram，cellularRAM，IP核使用AXI4接口，支持32bit和64bit的数据位宽，支持以下memory type

即：
异步SRAM
同步SRAM
串行flash or并行nor flash
伪静态随机存储器（百度的）
其他扩展：
ROM：只读存储器
RAM：随机存储器
DRAM：动态随机存储器
PM RAM：页模式随机存储器
FPM RAM：快速页模式随机存储器
EDO RAM：扩充数据输出随机存储器
BEDO RAM：突发扩充数据输出随机存储器
SDRAM：同步动态随机存储器
SRAM：静态随机存储器
Async SRAM：异步静态随机存储器
Sync Burst SRAM：同步突发静态随机存储器
PB SRAM：管道突发静态随机存储器
Cache：高速缓存
L2 Cache：二级高速缓存（一般为SRAM）
VRAM：视频随机存储器
CVRAM：缓存型视频随机存储器
SVRAM：同步视频随机存储器
CDRAM：缓存型动态随机存储器
EDRAM：增强型动态随机存储器

每个emc控制器支持挂接4个存储设备

2.2 信号

Nor flash 和ram连接示例

Nor flash page mode flash连接实例：


图中红线部分需根据表进行连接
手册中还包含其他类型的连接示例
各类信号连线一定要正确

2.3 时序参数

AXI EMC IP参数配置如下：

AXI 数据位宽为32位，最大可设置为64位

Memory Type：
支持Sync SRAM, Async SRAM, Linear Flash, Page Mode Flash, PSRAM, or Micron Flash
Data Width：
Memory 数据位宽，也就是接的存储设备的数据位宽，支持8，16，32，64位位宽
Parity：
可以设置为No parity，Odd Parity，or Even Parity，只有Memory Type为Sync SRAM时才能设置
Delay Mode：
可以设置为Flow-Through model or Pipeline Model，只有Memory Type为Sync SRAM时才能设置
Read CE Low to Data Valid Period：

根据描述，该参数在不同的memory type下含义不同，如果是flash，则和tELQV的值相等，这里以Page Mode Flash为例说明，基本上也就是片选拉低的时间，其他类型的存储设备没有验证，暂不清楚，以flash型号为S29GL512S10TFI01（容量大小：64Mbyte）为例，根据芯片手册中的描述，

该芯片读时序如下：


针对该芯片来说，该参数值就是tCE，即100ns = 100000ps
Read Address Valid to Data Valid Period：

这里的意思我理解为读地址在数据有效前的保持时间，不是片选保持的时间，对于S29GL512S10TFI01来说，就是tAVQV的值，和描述的一样，即为
100ns = 100000ps，如上图
Page Access Period：


根据描述的含义，对于Page Mode Flash来说就是访问一页需要的时间，以S29GL512S10TFI01为例，也就是tPACC，为15ns，如下：


Read CE High to Data Bus HZ Period：

该参数的含义是指片选（CE）从有效变为无效后，至少要保持多长时间，即从低变高后，要保持多长时间的高电平，以S29GL512S10TFI01为例，就是图中的tDF也就是tEHQZ，为15ns

Read OE High to Data Bus HZ Period：
和上边参数一样，指OE高电平保持的时间，也就是上图中的tDF，为15ns
AXI Read Timing：

根据AXI EMC IP核手册的page47页得知以上读时序图，结合“IP核参数默认值”查看
AXI Write Timing:

根据AXI EMC IP核手册的page47页得知以上写时序图，结合“IP核参数默认值”查看
IP核参数默认值：


Write Cycle Period：

根据描述，AXI EMC core根据该参数去保持CE为低的时间，但不是指CE保持的时间，以S29GL512S10TFI01为例，值等于tCW，即60ns，如下

Write Enable Minimum Pulse Width：

该参数指片选（WE）保持的最小时间，以S29GL512S10TFI01为例，值等于tWP，即最小25ns
Write Phase Period：

该参数表示两个WE之间的最小间隔，以S29GL512S10TFI01为例，值等于tWPH，即最小20ns
Write WE High to Data Bus LZ Period：

该参数表示在一个写周期里，写使能（WE）到数据总线低阻的时间，或者写到读的恢复时间（可能理解的不正确，关于此参数配置时请谨慎），以S29GL512S10TFI01为例，使用的默认值，即0ps
Write Recovery Period for Flash Memory：

这个参数应该指的是数据写完后，WE还需要保持多少个时钟周期的时间，这里使用默认值，根据下图，此参数小于等于twrr，具体多少不知道，个人理解大于等于tWPH应该就可以了，仅供参考

MTD代码相关分析可以参考链接: MTD分析.