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February 2019 RM0436 Rev 2 1/4017
1
RM0436
Reference manual
STM32MP157
advanced Arm
®
-based 32-bit MPUs
Introduction
This reference manual targets application developers. It provides complete information on
how to use the STM32MP157x microprocessor memory and peripherals.
The STM32MP157x is a family of microprocessors with different memory sizes, packages
and peripherals.
For ordering information, and mechanical and electrical device characteristics please refer
to the corresponding datasheets.
For information on the Arm
®
Cortex
®
-A7 and Cortex
®
-M4 cores, refer to the Cortex
®
-A7 and
Cortex
®
-M4 Technical Reference Manuals.
Related documents
• Cortex
®
-A7 Technical Reference Manual, available from: http://infocenter.arm.com
• Cortex
®
-M4 Technical Reference Manual, available from: http://infocenter.arm.com
• STM32MP157x datasheet
• STM32F3, STM32F4 and STM32L4 Series Cortex
®
-M4 programming manual (PM0214)
www.st.com
Contents RM0436
2/4017 RM0436 Rev 2
Contents
1 Documentation conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
1.1 General information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
1.2 List of abbreviations for registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
1.3 Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
1.4 Availability of peripherals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
2 Memory and bus architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.1 System architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.1.1 Bus architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
2.1.2 Memory Map organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
2.2 AXI interconnect matrix (AXIM) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
2.2.1 AXIM features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
2.2.2 AXIM interconnect configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
2.2.3 Master ports description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.2.4 Master ports main characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
2.2.5 Master ports security characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
2.2.6 Slave ports description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2.2.7 Slave ports main characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
2.2.8 Slave ports security characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
2.3 Multi-layer AHB interconnect . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
2.3.1 Multi-layer AHB features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
2.3.2 Multi-layer AHB interconnect configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
2.3.3 Multi-layer AHB master ports characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
2.3.4 Multi-layer AHB slave ports characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
2.4 AXIMC registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
2.4.1 AXIMC peripheral ID4 register (AXIMC_PERIPH_ID_4) . . . . . . . . . . . 134
2.4.2 AXIMC peripheral ID5 register (AXIMC_PERIPH_ID_5) . . . . . . . . . . . 134
2.4.3 AXIMC peripheral ID6 register (AXIMC_PERIPH_ID_6) . . . . . . . . . . . 134
2.4.4 AXIMC peripheral ID7 register (AXIMC_PERIPH_ID_7) . . . . . . . . . . . 135
2.4.5 AXIMC peripheral ID0 register (AXIMC_PERIPH_ID_0) . . . . . . . . . . . 135
2.4.6 AXIMC peripheral ID1 register (AXIMC_PERIPH_ID_1) . . . . . . . . . . . 135
2.4.7 AXIMC peripheral ID2 register (AXIMC_PERIPH_ID_2) . . . . . . . . . . . 136
2.4.8 AXIMC peripheral ID3 register (AXIMC_PERIPH_ID_3) . . . . . . . . . . . 136
RM0436 Rev 2 3/4017
RM0436 Contents
88
2.4.9 AXIMC component ID0 register (AXIMC_COMP_ID_0) . . . . . . . . . . . 136
2.4.10 AXIMC component ID1 register (AXIMC_COMP_ID_1) . . . . . . . . . . . 137
2.4.11 AXIMC component ID2 register (AXIMC_COMP_ID_2) . . . . . . . . . . . 137
2.4.12 AXIMC component ID3 register (AXIMC_COMP_ID_3) . . . . . . . . . . . 137
2.4.13 AXIMC master x packing functionality register
(AXIMC_Mx_FN_MOD2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
2.4.14 AXIMC master x AHB conversion override functionality register
(AXIMC_Mx_FN_MOD_AHB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
2.4.15 AXIMC master x read priority register (AXIMC_Mx_READ_QOS) . . . 139
2.4.16 AXIMC master x write priority register (AXIMC_Mx_WRITE_QOS) . . 139
2.4.17 AXIMC master x issuing capability override functionality register
(AXIMC_Mx_FN_MOD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.4.18 AXIMC master x packing functionality register
(AXIMC_Mx_FN_MOD2) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
2.4.19 AXIMC master x AHB conversion override functionality register
(AXIMC_Mx_FN_MOD_AHB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
2.4.20 AXIMC master x read priority register (AXIMC_Mx_READ_QOS) . . . 141
2.4.21 AXIMC master x write priority register (AXIMC_Mx_WRITE_QOS) . . 142
2.4.22 AXIMC master x issuing capability override functionality register
(AXIMC_Mx_FN_MOD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
2.4.23 AXIMC master x read priority register (AXIMC_Mx_READ_QOS) . . . 143
2.4.24 AXIMC master x write priority register (AXIMC_Mx_WRITE_QOS) . . 143
2.4.25 AXIMC master x packing functionality register
(AXIMC_Mx_FN_MOD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
2.4.26 AXIMC master x read priority register (AXIMC_Mx_READ_QOS) . . . 144
2.4.27 AXIMC master x write priority register (AXIMC_Mx_WRITE_QOS) . . 145
2.4.28 AXIMC master x issuing capability override functionality register
(AXIMC_Mx_FN_MOD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
2.4.29 AXIMC long burst capability inhibition register
(AXIMC_FN_MOD_LB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
2.4.30 AXIMC master x read priority register (AXIMC_Mx_READ_QOS) . . . 146
2.4.31 AXIMC master x write priority register (AXIMC_Mx_WRITE_QOS) . . 147
2.4.32 AXIMC master x issuing capability override functionality register
(AXIMC_Mx_FN_MOD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
2.4.33 AXIMC register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
2.5 Memory organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
2.5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156
2.5.2 Memory map and register boundary addresses . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
3 Boot and security and OTP control (BSEC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
Contents RM0436
4/4017 RM0436 Rev 2
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
3.2 BSEC main features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
3.3 BSEC functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
3.3.1 BSEC block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
3.3.2 Interface to OTP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
3.3.3 OTP security modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
3.3.4 Automatic OTP load on system-reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171
3.3.5 OTP words status . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 172
3.3.6 OTP operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
3.3.7 JTAG registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
3.3.8 BSEC lock registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
3.3.9 Debug control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
3.3.10 Sticky lock register . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
3.4 OTP layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
3.4.1 DMA requests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
3.4.2 TrustZone awareness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
3.4.3 BSEC clocking and initialization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
3.5 BSEC interrupts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
3.6 BSEC registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
3.6.1 BSEC OTP configuration register (BSEC_OTP_CONFIG) . . . . . . . . . 177
3.6.2 BSEC OTP control register (BSEC_OTP_CONTROL) . . . . . . . . . . . . 178
3.6.3 BSEC OTP write data register (BSEC_OTP_WRDATA) . . . . . . . . . . . 179
3.6.4 BSEC OTP status register (BSEC_OTP_STATUS) . . . . . . . . . . . . . . . 179
3.6.5 BSEC OTP lock configuration register (BSEC_OTP_LOCK) . . . . . . . 180
3.6.6 BSEC debug configuration register (BSEC_DENABLE) . . . . . . . . . . . 181
3.6.7 BSEC OTP disturbed status register x (BSEC_OTP_DISTURBEDx) . 182
3.6.8 BSEC OTP error status register x (BSEC_OTP_ERRORx) . . . . . . . . 183
3.6.9 BSEC OTP lock status register x (BSEC_OTP_WRLOCKx) . . . . . . . . 183
3.6.10 BSEC OTP sticky programming lock register x
(BSEC_OTP_SPLOCKx) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
3.6.11 BSEC OTP shadow write sticky lock register x
(BSEC_OTP_SWLOCKx) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 184
3.6.12 BSEC OTP shadow read sticky lock register x
(BSEC_OTP_SRLOCKx) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
3.6.13 BSEC JTAG input register (BSEC_JTAGIN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
3.6.14 BSEC JTAG output register (BSEC_JTAGOUT) . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
3.6.15 BSEC scratch register (BSEC_SCRATCH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
RM0436 Rev 2 5/4017
RM0436 Contents
88
3.6.16 BSEC shadow register x (BSEC_OTP_DATAx) . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
3.6.17 BSEC hardware configuration register (BSEC_HWCFGR) . . . . . . . . . 187
3.6.18 BSEC version register (BSEC_VERR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.6.19 BSEC identification register (BSEC_IPIDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
3.6.20 BSEC size identification register (BSEC_SIDR) . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
3.6.21 BSEC register map . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
4 OTP mapping (OTP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
5 DDR3/LPDDR2/LPDDR3 Controller (DDRCTRL) . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
5.1 introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
5.2 DDRCTRL features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
5.3 DDRCTRL block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
5.4 DDRCTRL architecture overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
5.4.1 AXI Port Interface (XPI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
5.4.2 Port Arbiter (PA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
5.4.3 Host Interface (HIF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
5.4.4 DDR scheduler (DDRC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
5.4.5 APB Interface (APB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
5.4.6 DFI Interface (DFI) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
5.5 DDRCTRL functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210
5.5.1 Transaction Service Control (TSC) and Quality of Service (QoS) . . . . 210
5.5.2 Paging policy options . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
5.5.3 Power saving features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
5.5.4 Address mapper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
5.5.5 DRAM timing parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
5.5.6 SDRAM initialization sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
5.5.7 Refresh controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
5.5.8 ZQ Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
5.6 DDRCTRL configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
5.7 DDRCTRL registers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
5.7.1 DDRCTRL master register 0 (DDRCTRL_MSTR) . . . . . . . . . . . . . . . . 216
5.7.2 DDRCTRL operating mode status register (DDRCTRL_STAT) . . . . . . 218
5.7.3 DDRCTRL mode register read/write control register 0
(DDRCTRL_MRCTRL0) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220
5.7.4 DDRCTRL mode register read/write control register 1
(DDRCTRL_MRCTRL1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
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