瑞萨RZ T2H更换DDR流程和工具介绍

瑞萨RZ T2H是由2个R52核和4个A55核构成。支持LPDDR4，其传输可以达到3.2Gbps（1600 MHZ），总线宽度为32位，两个rank，最大支持64Gb容量。

图RZ T2H框图

DDR的系统框图

RZ T2H LPDDR4子系统是由MC （Memory Controller）和PHY构成，支持JEDEC标准 JESD209-4D。

其MC功能为：

完全流水线化的指令、读数据和写数据接口，用于连接内存控制器。

高级Bank预取功能，以提高内存吞吐量。

可编程寄存器接口，用于控制内存参数和协议，包括自动预充电（Auto Pre-Charge）。

控制器复位时可对内存进行完全初始化。

支持加权轮询（Weighted Round-Robin）仲裁机制，用于仲裁来自多个端口的请求。

支持ECC（错误校正码）功能，包括单比特和双比特错误报告、单比特错误校正，并支持通过编程方式去除ECC存储。

支持外部DRAM的内建自测试（BIST，Built-In Self Test）。

PHY的功能：

指令总线眼图（Bus Eye）训练，相对于时钟信号CK进行校准。

写入调平（Write Leveling），用于补偿CK-DQS之间的时序偏差（Timing Skew）。

写入训练（Write Training），用于对DQs、DM和DQS进行去偏（Deskew）：

基于指令的FIFO读/写（WR/RD），支持用户自定义模式（User Patterns）。

内部DQS时钟树振荡器，用于确定是否需要周期性训练以及所需的训练幅度。

数据总线VREFDQ训练，用于优化写入信号质量。

读取训练（Read Training），用于对DQs、DM和DQS进行去偏：

通过DRAM模式寄存器（Mode Registers）进行DQ位（Bit）去偏训练。

通过DRAM阵列进行DQS对DQ眼中心（Eye Centering）训练。

通过PHY主接口自动执行周期性再训练。

LVSTL（低电压摆幅差分信号）I/O校准 及ODT（终端电阻）校准。

支持软件可控的DQ位和AC位交错（Swizzling），以优化数据传输。

瑞萨提供了一整套的工具，方便客户根据自己的情况选择LPDDR4的物料。

这一套工具，包括PCB设计指导、PCB验证指导、硬件原理图用户指导手册等。瑞萨官网上可以下载到IBIS文件和PKG Model文件，用于客户更换DDR后的仿真工作。

信号完整性模型

瑞萨提供I/O缓冲模型（IO Buffer Model）和封装模型（PKG Model）。用户需要准备PCB模型（PCB Model）。DRAM模型（DRAM Model） 由DRAM厂商提供。

同时，瑞萨提供了非常易用的gen_tool，帮助客户生成新的swizzle文件。

用以生成支持客户选择DDR型号的flash loader，u-boot和Linux内核程序。

以下以某客户将RZ T2H EVB上的美光MT53E2G32D4DE-046WT更换成海力士H54G36AYRVX246为例说明软件适配过程（前提是PCB硬件Layout已经通过了SI/PI测试）

客户将DDR颗粒大小从64Gb换成了8Gb，DQA/DQB的线序也做了调整。

使用默认Flash Loader程序，通过Log可以看出，Training Failed：

从Flash Loader源代码中发现这个Fail的原因是DDR初始化失败：

原理图方面，T2H EVB的DQA是：

而客户的DQA线序做了调整：

需要使用Renesas的DDR适配工具重新生成适配修改的代码；

我们在gen_tool中，选择L4.R2W32X16D2S32.ADEE，

即各个参数如下表（浅色的一行）：

调整后，更换LPDDR4的差异主要集中在：DQA/DQB，以及DDR的颗粒密度上：

再运行gen_tool，生成rzt2h_param_ddrinit_reference_design_lpddr4.h文件。

将该文件拷贝到/flash_programmer/plat/soc/t2h/board/evk/src/lpddr4/，替换rzt2h_param_ddrinit_reference_design_lpddr4.h文件。

重新编译，得到新的flash loader文件：

*./rzt2_flash_programmer/project/flash-programmer/src/output/HDR NM

*./rzt2_flash_programmer/project/flash-programmer/src/output/Flash_Programmer_SCIF_CR52_RZT2H_EVK.mot

同时，需要在BL2，FIP（trust-firmware-a和uboot）和设备树文件处，修改LPDDR4的驱动，重新用YOCTO构建uboot和内核、dtb文件。运行memtester 180m和memtester 400m验证DDR更换是否成功：

验证完毕，说明DDR更换的软件和硬件都已成功。

简要总结一下更换DDR流程：

1.硬件设计PCB阶段，必须做SI/PI仿真。

2.通过瑞萨提供的工具生成DDR头文件。

3.根据头文件生成flash programmer。

4.生成FIP（包含uboot）文件。如果大小不同，需要修改设备树文件。

RZ T2H完整的软硬件设计规范、参考例程、工具等，请点击下方链接获取更多资料。