前面几篇文章分别讲述了存储系统的地址线连接方法、存储芯片的写屏蔽、存储系统的扩展，以及SDRAM/DDR的结构和寻址，本文将以ARM芯片s3c2440为例，从整体上描述一个包含有同时SDRAM、Nor Flash、Nand Flash的存储系统的设计、工作原理和注意事项。
下面这幅原理图就是这样一个完整的存储系统，主控芯片是三星公司的ARM芯片s3c2440（未画出，但相关引脚都在图中的导线上的标号标出），该存储系统包含了一个SDRAM（HY57V561620），一个Nor Flash（Am29LV160DB）一个Nand Flash（K9F1208）。
由该存储系统原理图，我们提出以下几个问题，并一一解答：
（1）SDRAM芯片和 Nor Flash芯片都连接了ARM芯片的地址线，他们各自在存储系统中的地址范围是多少？由什么决定当前访问的是哪一个存储器 ？
（2）如果希望再扩展一个ROM存储器，如何连线，地址范围如何确定？
（3）Nand Flash芯片并没有连接到ARM芯片的地址线，如何寻址？怎样选中它？
（4）ARM芯片如何知道外接存储器的位宽，即8位、16位还是32位？
（5）程序代码可能存储在Nor Flash中，或者 Nand Flash中，系统启动时如何知道从哪个存储器中读代码？
1. 首先回答第一个问题，存储芯片地址范围的确定。
参考s3c2440的datasheet，我们可以找到该芯片的内存映射表（Memory Map），如下图：
根据OM[1]和OM[0]引脚的不同，内存映射的方式有细微差别（具体原理在本文后面讲述）。但基本可以看出，决定外接存储器的存储地址范围的因素主要是一组引脚 nGCS0[0]~nGCS[7] 。
s3c2440芯片把存储系统分为了8个Bank，由nGCS0[0]~nGCS[7] 这8根引脚决定当前访问的是哪一个Bank对应的存储器。其中，前6个Bank用于连接ROM或者SRAM（或者类似SRAM接口的存储器，如Nor Flash）（图中由SROM标识），而第7和第8个Bank用于连接SDRAM，并且规定由第7个Bank地址作为SDRAM的起始地址（即0x30000000）。
原理图中，我已经将决定存储芯片起始地址的nGCS0x引脚用特殊的亮红色标记出来了。我们可以看到，SDRAM芯片被连接到第7个Bank中，起始地址为0x30000000，而Nor Flash被连接到了第0个Bank，起始地址为0x0000000
2. 再回答第二个问题，如何添加新的存储芯片？
其实，由第一个问题的解释，我们基本上就知道该怎么回答这个问题了。如果添加的是SRAM或者ROM芯片，则自然是将ARM的地址线对应着芯片的地址线进行连接（连接方法在本系列第一篇文章中讲过），然后由 nGCS0[0]~nGCS[5] 这6根引脚中，任选一个尚未使用到的Bank，连接到新添加的芯片上，以决定其地址起始。例如下图，外接一个8位的ROM芯片，片选信号使用 nGCS1，查上面给出的内存映射得知，其起始地址为 0x08000000：
3. 然后解决第三个问题，Nand Flash芯片是如何选中和访问的？
首先要了解Nand Flash的芯片原理，它不是直接通过地址线来寻址和访问的，而是有一套自己的读写擦除机制。该原理的介绍网上文章很多，这里不再赘述。这里需要说明的是，Nand Flash芯片虽然不需要连接ARM的地址线来寻址，但是额外需要其他的一些引脚来控制对其的访问，例如图中的Nand Flash相关的控制引脚说明如下：
对应的，ARM端（s3c2440）也为Nand Flash的访问单独提供这些引脚，正好对应连接，例如Nand Flash片选信号nCE连接到了ARM端的Nand Flash片选引脚nFCE上。当ARM需要访问Nand Flash时，就会使能这些相关的引脚，比如使能片选（nFCE），这样就选中了对应的Nand Flash芯片，然后进行读写擦除等操作。
4. 下面回答第四个问题，如何配置外接存储器的位宽？
从s3c2440的datasheet可以找到，有一个寄存器是专门用于配置各个Bank外接存储器的位宽的，并且配置了该外接存储器是否使用写屏蔽（即写时序中是否分高字节和低字节）（在本系列第2篇文章中有描述），该寄存器说明如下：
那么，加问一句，为什么需要配置这个位宽呢？
举个例子来说明这个问题吧。
假设 ARM 扩展了两片16MB的SRAM芯片，每片SRAM芯片为16位，扩展后，存储系统为32位，两片SRAM片选引脚均连接的是ARM芯片的 nGCS1。
由于每一片芯片都是16MB，两片的地址增量应该是32MB。因为2^20=1MB，即0x0100000，那么32MB的话，应该是0x2000000，又起始地址连接到nGCS1，故地址范围为 0x8000000~0x10000000，即这个范围内的寻址都应该让nGCS1有效。
由于 nGCS1决定起始地址0x8000000，而nGCS2决定起始地址0x10000000，那么，如果ARM不知道当前Bank外接的存储芯片的位宽，就无法计算出当前外接的这个存储系统的地址范围，当ARM需要访问0x10000000地址时，就可能会让nGCS2有效，从而无法访问到正确的SRAM芯片了。
5. 下面回答最后一个问题，系统的启动方式
从s3c2440的datasheet可以知道，系统的启动方式由 OM[0]和OM[1]引脚的电平决定，即硬件决定。如下图：
如果 OM[1:0]=00时，系统会选择从 Nand Flash 中读取代码启动（通过片内的BootSRAM中的启动程序从Nand Flash中拷贝前4KB的代码运行，从而启动整个系统，具体过程网上也有许多文章论述，在此也不再赘述）；如果 OM[1:0]=01或者10，则从0x00000000位置启动，一般该位置连接的存储器为Nor Flash，从而直接从Nor Flash中读取代码启动。
注意回答第一个问题时给出的内存映射图，不同的启动方式，内存的映射是不同的，当从Nand Flash启动时，片上的BootSRAM被映射到了高位地址（0x40000000），而非Nand Flash方式启动时，则映射到了0x00000000.
到此，整个s3c2440的存储系统原理就基本说完了。因为s3c2440非常常用，市面上也有许多基于s3c2440的开发板，故以该芯片作为核心芯片来展开关于ARM存储系统原理的讨论，其他ARM芯片应该会有着类似的结构和原理，参考本文就应该不难理解了。
本文转自 Jhuster 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/ticktick/687350，如需转载请自行联系原作者
