board/xes/xpedite537x/ddr.c

   1 /*
   2  * Copyright 2008 Extreme Engineering Solutions, Inc.
   3  * Copyright 2008 Freescale Semiconductor, Inc.
   4  *
   5  * SPDX-License-Identifier:     GPL-2.0+
   6  */
   7
   8 #include <common.h>
   9 #include <i2c.h>
  10
  11 #include <fsl_ddr_sdram.h>
  12 #include <fsl_ddr_dimm_params.h>
  13
  14 void get_spd(ddr2_spd_eeprom_t *spd, u8 i2c_address)
  15 {
  16         i2c_read(i2c_address, SPD_EEPROM_OFFSET, 2, (uchar *)spd,
  17                  sizeof(ddr2_spd_eeprom_t));
  18 }
  19
  20 /*
  21  * There are four board-specific SDRAM timing parameters which must be
  22  * calculated based on the particular PCB artwork.  These are:
  23  *   1.) CPO (Read Capture Delay)
  24  *           - TIMING_CFG_2 register
  25  *           Source: Calculation based on board trace lengths and
  26  *                   chip-specific internal delays.
  27  *   2.) WR_DATA_DELAY (Write Command to Data Strobe Delay)
  28  *           - TIMING_CFG_2 register
  29  *           Source: Calculation based on board trace lengths.
  30  *                   Unless clock and DQ lanes are very different
  31  *                   lengths (>2"), this should be set to the nominal value
  32  *                   of 1/2 clock delay.
  33  *   3.) CLK_ADJUST (Clock and Addr/Cmd alignment control)
  34  *           - DDR_SDRAM_CLK_CNTL register
  35  *           Source: Signal Integrity Simulations
  36  *   4.) 2T Timing on Addr/Ctl
  37  *           - TIMING_CFG_2 register
  38  *           Source: Signal Integrity Simulations
  39  *           Usually only needed with heavy load/very high speed (>DDR2-800)
  40  *
  41  *     ====== XPedite5370 DDR2-600 read delay calculations ======
  42  *
  43  *     See Freescale's App Note AN2583 as refrence.  This document also
  44  *     contains the chip-specific delays for 8548E, 8572, etc.
  45  *
  46  *     For MPC8572E
  47  *     Minimum chip delay (Ch 0): 1.372ns
  48  *     Maximum chip delay (Ch 0): 2.914ns
  49  *     Minimum chip delay (Ch 1): 1.220ns
  50  *     Maximum chip delay (Ch 1): 2.595ns
  51  *
  52  *     CLK adjust = 5 (from simulations) = 5/8* 3.33ns = 2080ps
  53  *
  54  *     Minimum delay calc (Ch 0):
  55  *     clock prop - dram skew + min dqs prop delay + clk_adjust + min chip dly
  56  *     2.3" * 180 - 400ps     + 1.9" * 180         + 2080ps     + 1372ps
  57  *                                                 = 3808ps
  58  *                                                 = 3.808ns
  59  *
  60  *     Maximum delay calc (Ch 0):
  61  *     clock prop + dram skew + max dqs prop delay + clk_adjust + max chip dly
  62  *     2.3" * 180 + 400ps     + 2.4" * 180         + 2080ps     + 2914ps
  63  *                                                 = 6240ps
  64  *                                                 = 6.240ns
  65  *
  66  *     Minimum delay calc (Ch 1):
  67  *     clock prop - dram skew + min dqs prop delay + clk_adjust + min chip dly
  68  *     1.46" * 180- 400ps     + 0.7" * 180         + 2080ps     + 1220ps
  69  *                                                 = 3288ps
  70  *                                                 = 3.288ns
  71  *
  72  *     Maximum delay calc (Ch 1):
  73  *     clock prop + dram skew + max dqs prop delay + clk_adjust + min chip dly
  74  *     1.46" * 180+ 400ps     + 1.1" * 180         + 2080ps     + 2595ps
  75  *                                                 = 5536ps
  76  *                                                 = 5.536ns
  77  *
  78  *     Ch.0: 3.808ns to 6.240ns additional delay needed  (pick 5ns as target)
  79  *              This is 1.5 clock cycles, pick CPO = READ_LAT + 3/2 (0x8)
  80  *     Ch.1: 3.288ns to 5.536ns additional delay needed  (pick 4.4ns as target)
  81  *              This is 1.32 clock cycles, pick CPO = READ_LAT + 5/4 (0x7)
  82  *
  83  *
  84  *     ====== XPedite5370 DDR2-800 read delay calculations ======
  85  *
  86  *     See Freescale's App Note AN2583 as refrence.  This document also
  87  *     contains the chip-specific delays for 8548E, 8572, etc.
  88  *
  89  *     For MPC8572E
  90  *     Minimum chip delay (Ch 0): 1.372ns
  91  *     Maximum chip delay (Ch 0): 2.914ns
  92  *     Minimum chip delay (Ch 1): 1.220ns
  93  *     Maximum chip delay (Ch 1): 2.595ns
  94  *
  95  *     CLK adjust = 5 (from simulations) = 5/8* 2.5ns = 1563ps
  96  *
  97  *     Minimum delay calc (Ch 0):
  98  *     clock prop - dram skew + min dqs prop delay + clk_adjust + min chip dly
  99  *     2.3" * 180 - 350ps     + 1.9" * 180         + 1563ps     + 1372ps
 100  *                                                 = 3341ps
 101  *                                                 = 3.341ns
 102  *
 103  *     Maximum delay calc (Ch 0):
 104  *     clock prop + dram skew + max dqs prop delay + clk_adjust + max chip dly
 105  *     2.3" * 180 + 350ps     + 2.4" * 180         + 1563ps     + 2914ps
 106  *                                                 = 5673ps
 107  *                                                 = 5.673ns
 108  *
 109  *     Minimum delay calc (Ch 1):
 110  *     clock prop - dram skew + min dqs prop delay + clk_adjust + min chip dly
 111  *     1.46" * 180- 350ps     + 0.7" * 180         + 1563ps     + 1220ps
 112  *                                                 = 2822ps
 113  *                                                 = 2.822ns
 114  *
 115  *     Maximum delay calc (Ch 1):
 116  *     clock prop + dram skew + max dqs prop delay + clk_adjust + min chip dly
 117  *     1.46" * 180+ 350ps     + 1.1" * 180         + 1563ps     + 2595ps
 118  *                                                 = 4968ps
 119  *                                                 = 4.968ns
 120  *
 121  *     Ch.0: 3.341ns to 5.673ns additional delay needed  (pick 4.5ns as target)
 122  *              This is 1.8 clock cycles, pick CPO = READ_LAT + 7/4 (0x9)
 123  *     Ch.1: 2.822ns to 4.968ns additional delay needed  (pick 3.9ns as target)
 124  *              This is 1.56 clock cycles, pick CPO = READ_LAT + 3/2 (0x8)
 125  *
 126  * Write latency (WR_DATA_DELAY) is calculated by doing the following:
 127  *
 128  *      The DDR SDRAM specification requires DQS be received no sooner than
 129  *      75% of an SDRAM clock periodÂ—and no later than 125% of a clock
 130  *      periodÂ—from the capturing clock edge of the command/address at the
 131  *      SDRAM.
 132  *
 133  * Based on the above tracelengths, the following are calculated:
 134  *      Ch. 0 8572 to DRAM propagation (DQ lanes) : 1.9" * 180 =  0.342ns
 135  *      Ch. 0 8572 to DRAM propagation (CLKs) :     2.3" * 180 =  0.414ns
 136  *      Ch. 1 8572 to DRAM propagation (DQ lanes) : 0.7" * 180 =  0.126ns
 137  *      Ch. 1 8572 to DRAM propagation (CLKs   ) : 1.47" * 180 =  0.264ns
 138  *
 139  * Difference in arrival time CLK vs. DQS:
 140  *      Ch. 0 0.072ns
 141  *      Ch. 1 0.138ns
 142  *
 143  *      Both of these values are much less than 25% of the clock
 144  *      period at DDR2-600 or DDR2-800, so no additional delay is needed over
 145  *      the 1/2 cycle which normally aligns the first DQS transition
 146  *      exactly WL (CAS latency minus one cycle) after the CAS strobe.
 147  *      See Figure 9-53 in MPC8572E manual: "1/2 delay" in Freescale's
 148  *      terminology corresponds to exactly one clock period delay after
 149  *      the CAS strobe. (due to the fact that the "delay" is referenced
 150  *      from the *falling* edge of the CLK, just after the rising edge
 151  *      which the CAS strobe is latched on.
 152  */
 153
 154 typedef struct board_memctl_options {
 155         uint16_t datarate_mhz_low;
 156         uint16_t datarate_mhz_high;
 157         uint8_t clk_adjust;
 158         uint8_t cpo_override;
 159         uint8_t write_data_delay;
 160 } board_memctl_options_t;
 161
 162 static struct board_memctl_options bopts_ctrl[][2] = {
 163         {
 164                 /* Controller 0 */
 165                 {
 166                         /* DDR2 600/667 */
 167                         .datarate_mhz_low       = 500,
 168                         .datarate_mhz_high      = 750,
 169                         .clk_adjust             = 5,
 170                         .cpo_override           = 8,
 171                         .write_data_delay       = 2,
 172                 },
 173                 {
 174                         /* DDR2 800 */
 175                         .datarate_mhz_low       = 750,
 176                         .datarate_mhz_high      = 850,
 177                         .clk_adjust             = 5,
 178                         .cpo_override           = 9,
 179                         .write_data_delay       = 2,
 180                 },
 181         },
 182         {
 183                 /* Controller 1 */
 184                 {
 185                         /* DDR2 600/667 */
 186                         .datarate_mhz_low       = 500,
 187                         .datarate_mhz_high      = 750,
 188                         .clk_adjust             = 5,
 189                         .cpo_override           = 7,
 190                         .write_data_delay       = 2,
 191                 },
 192                 {
 193                         /* DDR2 800 */
 194                         .datarate_mhz_low       = 750,
 195                         .datarate_mhz_high      = 850,
 196                         .clk_adjust             = 5,
 197                         .cpo_override           = 8,
 198                         .write_data_delay       = 2,
 199                 },
 200         },
 201 };
 202
 203 void fsl_ddr_board_options(memctl_options_t *popts,
 204                            dimm_params_t *pdimm,
 205                            unsigned int ctrl_num)
 206 {
 207         struct board_memctl_options *bopts = bopts_ctrl[ctrl_num];
 208         sys_info_t sysinfo;
 209         int i;
 210         unsigned int datarate;
 211
 212         get_sys_info(&sysinfo);
 213         datarate = sysinfo.freq_ddrbus / 1000 / 1000;
 214
 215         for (i = 0; i < ARRAY_SIZE(bopts_ctrl[ctrl_num]); i++) {
 216                 if ((bopts[i].datarate_mhz_low <= datarate) &&
 217                     (bopts[i].datarate_mhz_high >= datarate)) {
 218                         debug("controller %d:\n", ctrl_num);
 219                         debug(" clk_adjust = %d\n", bopts[i].clk_adjust);
 220                         debug(" cpo = %d\n", bopts[i].cpo_override);
 221                         debug(" write_data_delay = %d\n",
 222                               bopts[i].write_data_delay);
 223                         popts->clk_adjust = bopts[i].clk_adjust;
 224                         popts->cpo_override = bopts[i].cpo_override;
 225                         popts->write_data_delay = bopts[i].write_data_delay;
 226                 }
 227         }
 228
 229         /*
 230          * Factors to consider for half-strength driver enable:
 231          *      - number of DIMMs installed
 232          */
 233         popts->half_strength_driver_enable = 0;
 234 }