01

FSMC特点

Flexible static memory controller(FSMC)灵活的静态存储控制器。FSMC可以连接异步或同步存储器或16位PC存储卡，主要用途有：

• 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，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，STM32的FSMC接口支持包括SRAM、NANDFLASH、NORFLASH和PSRAM等存储器。

△FSMC框图示意

02

AHB接口

AHB设备接口可以使内部CPU和其他主总线外设去访问外部存储器。AHB事务可以传输外部设备协议。特别是当外部存储器被选择位8位或16位，32位的AHB传输传输事务会被划分为多个连续的8位或16的传输事务。片选会在每次访问时切换。

通用事务规则要求AHB传输数据宽度必须是8位、16位或32位。但是访问外部数据必须有个固定的数据宽度。这可能导致不一样的传输。

因此必须遵循一些简单的事务规则：

• AHB事务数据宽度必须和存储器数据宽度相同。在这种情况下不会出问题；

• AHB事务数据宽度大于存储器数据宽度，在这种情况下，FSMC会将AHB事务分为多个连续的存储器访问，这样符合外部存储器访问数据宽度；

• AHB事务数据小存储器宽度，在这种情况下，异步传输可能一致，也可能不一致，这取决于外部设备的类型。

对设备的异步访问要具有字节选择功能（SRAM，ROM，PSRAM），①FSMC 允许写入事务通过其字节选择通道 NBL[1:0] 访问恰当的数据，②允许读取事务。会读取所有存储器字节，并将丢弃无用的存储器字节。 NBL[1:0]在读取事务期间保持为低电平。

对不具有字节选择功能的器件（ 16 位 NOR 和 NAND Flash）进行异步访问，当请求对 16 位宽的 Flash 存储器进行字节访问时会发生此情形。

显然，不能在字节模式下访问此器件（只能针对 Flash 存储器读取或写入 16 位字），因此①不允许写入事务，②允许读取事务。会读取所有存储器字节，并将丢弃无用的存储器字节。 NBL[1:0]在读取事务期间保持低电平。

03

外部设备地址映射

FSMC的外部设备地址映像，STM32的FSMC将外部存储器划分为固定大小为256M字节的四个存储块：

• 块1被用于4个NORflash或者PSRAM内存设备。块1被划分为4块NORflash/PSRAM带有独立的片选信号。

• 块2和块3用于连接NANDflash(一个块驱动一个设备)

• 块4用于连接PC块设备

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

NOR/PSRAM地址映射

Bank1的256M字节空间由28根地址线（HADDR[27:0]）寻址。这里HADDR，是内部AHB地址总线，但也会参与对外部存储器的寻址，其中，HADDR[25:0]来自外部存储器地址FSMC_A[25:0]，而HADDR[26:27]对4个区进行寻址。如下表所示：

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：

当Bank1接的是16位宽度存储器的时候：HADDR[25:1]->FSMC_A[24:0]；

当Bank1接的是8位宽度存储器的时候：HADDR[25:0]->FSMC_A[25:0]；

不论外部接8位/16位宽设备，FSMC_A[0]永远接在外部设备地址A[0]。

04

NOR/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位或者32位

• PSRAM，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每个块输出独立的片选信号NE[4:1]。其他信号(读，数据和控制)是共享的；

对于同步访问，FSMC仅仅在读写事务时给选择的外部设备发出时钟。HCLK时钟频率是该时钟的整数倍。每个块的大小固定64M字节。

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

NOR/PSRAM 的可编程访问参数

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外部存储器接口信号

非复用 I/OPSRAM/SRAM

注意：前缀“N”表示相关的信号为低电平有效

06

NOR/PSRAM控制器异步事务

异步静态存储器（NOR Flash、PSRAM、SRAM）

• 信号通过内部时钟 HCLK 进行同步，不会将此时钟发送到存储器；

• FSMC 总是会先对数据进行采样，而后再禁止片选信号 NE。这样可以确保符合存储器数据保持时序的要求（数据转换的芯片使能高电平，通常最低为 0 ns。）；

• 如果使能扩展模式（FSMC_BCRx 寄存器中的 EXTMOD 位置 1），则最多可提供四种扩展模式（ A、 B、 C 和 D）。可以混合使用 A、 B、 C 和 D 模式来进行读取和写入操作。例如，可以在模式 A 下执行读取操作，而在模式 B 下执行写入操作；

• 如果禁用扩展模式（FSMC_BCRx 寄存器中的 EXTMOD 位复位），则 FSMC 可以在模式 1 或模式 2 下运行，如下所述①当选择 SRAM/CRAM 存储器类型时，模式 1 为默认模式（ FSMC_BCRx 寄存器中MTYP = 0x0 或 0x01）②当选择 NOR 存储器类型时，模式 2 为默认模式（ FSMC_BCRx 寄存器中 MTYP =0x10）

对于这5种模式，总结如下:

模式1/A：SRAM/PSRAM(CRAM)OE翻转，模式A与模式1的区别是NOE的变化和相互独立的读写时序。

模式2/B：NOR闪存，模式2/B与模式1相比较，不同的是NADV的变化，且在扩展模式下(模式B)读写时序相互独立。（只有当设置了扩展模式时(模式B)，FSMC_BWTRx才有效，否则该寄存器的内容不起作用。）

模式C ：NOR闪存- OE翻转，模式C与模式1不同的是，NOE和NADV的翻转变化，以及独立的读写时序；

模式D：带地址扩展的异步操作，模式D与模式1不同的是NADV的翻转变化，NOE的翻转出现在NADV翻转之后，并且具有独立的读写时序。

07

模式1

模式 1 -SRAM/PSRAM (CRAM)

下图显示了所遵循的受支持模式的读写事务通过配置FSMC_BCRx, and FSMC_BTRx/FSMC_BWTRx寄存器

▽模式1读访问

▽模式1写访问

位于写入事务末尾的一个HCLK 周期有助于确保NWE 上升沿之后的地址和数据保持时间。由于存在此HCLK 周期，DATAST 值必须大于零(DATAST > 0)。

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模式A

模式 A -SRAM/PSRAM (CRAM) OE 切换

▽模式A读访问

▽模式A写访问

与模式1的不同之处在于NOE 的切换与独立的读取和写入时序

对于模式A，

ADDSET就是NWE的高电平时间，也就是地址建立时间

DATAST就是NWE的低电平时间，也就是数据保持时间

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代码说明

readWriteTiming.FSMC_AddressSetupTime = 0x02; //地址建立时间（ADDSET）为2个HCLK 2*1/120M=16nsreadWriteTiming.FSMC_AddressHoldTime = 0x02; //地址保持时间（ADDHLD）,16ns readWriteTiming.FSMC_DataSetupTime = 0x06; //数据建立时间，50nsreadWriteTiming.FSMC_BusTurnAroundDuration = 0x00;//总线恢复时间readWriteTiming.FSMC_CLKDivision = 0x00;// 时钟分频因子 readWriteTiming.FSMC_DataLatency = 0x00;//数据产生时间readWriteTiming.FSMC_AccessMode = FSMC_AccessMode_A; //模式A

FSMC_AddressSetupTime：这些位定义地址的建立时间，适用于SRAM、ROM和异步总线复用模式的NOR闪存操作。

FSMC_AddressHoldTime ：这些位定义地址的保持时间，适用于SRAM、ROM和异步总线复用模式的NOR闪存操作。