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1. 引言

STM32N6是基于Arm Cortex-M55内核的高性能MCU，其内存架构与传统STM32系列有较大差异。片上集成了4.2MB的SRAM，分布在多个域以支持并行处理和低延迟访问。 虽然片上RAM容量较大，但在实际应用中，特别是在涉及机器学习推理、图像处理、音频处理或大容量数据缓冲的场景下，STM32N6片上RAM仍有可能无法满足需求。此时，外部PSRAM或HyperRAM就成了扩展内存容量的理想选择。本文将介绍使用单个XSPI 驱动双片相同的HyperRAM的方法。

2. 单XSPI接口驱动双片相同外部HyperRAM

2.1. 硬件连接

当应用需求超过单片外部HyperRAM的容量时，设计者自然会想到使用多片HyperRAM进行扩展。由于STM32N6的XSPI接口资源有限，每个XSPI控制器通常只能连接一个外部存储器设备。直接使用两个XSPI接口会占用更多引脚资源，而STM32N6的引脚资源本身就比较宝贵。14*14封装STM32N6有3个XSPI，但port只有两个，port1是16线接口，port2是8线接口。不同的封装具体资源配置不同，请读者以数据手册资源配置说明为准。

XSPI 连接外部存储器有多种模式：直接8线模式，直接16线模式，双8线模式，交换模式等，以及我们本文要介绍的单XSPI驱动双片相同存储器的模式。

下面我们以单XSPI1驱动两片相同的16线HyperRAM（单片128MBytes），并设置为内存映射模式为例进行详细说明。

接线方式上，双片16线HyperRAM需要使用 Port1。其中，P1_CLK、P1_NCLK、P1_DQS 以及 P1_IO[0:15] 由两片器件共用；P1_NCS1 连接 HyperRAM1，P1_NCS2 连接 HyperRAM2。请参考图 1。图中使用的是两片相同的 16 线 HyperRAM，因此需要用到 P1_IO[0:15]。如果使用双 8 线 HyperRAM/PSRAM，则仅需用到 P1_IO[0:7]，其余CLK、NCLK、DQS 和 NCS 的连接方式相同。

图1. STM32N6 单XSPI驱动双片相同的存储器

2.2. XSPIM 设置

配置时，一如既往可以使用STM32CubeMX进行快速设置。针对我们的用例，需要设置外设XSPI与XSPIM。XSPIM 的设置相对简单，如图 2 所示。这里将 XSPI1 映射到 Port1（16 线），将 XSPI2 映射到 Port2（8 线），并配置为直接模式。

图2. STM32N6 XSPIM设置

XSPIM_CR 寄存器的详细配置如下：

- MUXEN = 0：禁用复用模式（无仲裁）

- MODE = 0：直接模式（XSPI1连接端口1，XSPI2连接端口2）

- CSSEL_OVR_EN = 0：使用XSPI自身的CSSEL控制位（默认）

2.3. XSPI1 设置

当两个大小相同的外部存储器（Extmem1 和 Extmem2）连接到同一个 I/O 端口，并在内存映射空间中连续排列、由单个 XSPI 驱动时，该 XSPI 会根据访问地址自动将 CS 切换到 Extmem1 或 Extmem2。为了实现该功能，首先使用STM32CubeMX对XSPI1进行设置，如下图3所示。

图3. STM32N6 XSPI1 设置

关键参数说明：

• Memory Type : HyperBus(TM)；
• Memory Size : 1GBits, 对应 128MBytes，是单片 HyperRAM的容量。需要注意的是，当使用内存映射模式时，最大容量范围为256MBytes，本文使用了双片相同HyperRAM，单片为128MBytes，Memory Size按单片容量选择；
• Clock Prescaler : 0，在代码中进行设置。
• 其它参数根据实际情况进行设置即可。

2.4. 软件配置

如前所述，在内存映射模式下，外部存储器的地址空间是连续的，XSPI1 会根据访问地址自动切换片选，从而选择对应的HyperRAM。要实现XSPI1 自主控制两个芯片选择信号（NCS1 和 NCS2）的生成，需要在 XSPI_DCR1 中设置 EXTENDMEM 使能，从而允许将两个外部存储器连接到由 XSPI1 驱动的同一 I/O 端口。

EXTENDMEM 的作用是将可用外部存储器容量扩展为原来的两倍。两个存储器在内存映射中必须是连续的，且必须具有相同的类型和大小。下面是相应的初始化代码(基于生成的代码进行修改)。

使用时，可以分四步进行：

在 XSPI 初始化完成后，还需要通过发送命令完成设备端配置，例如设置HyperRAM工作参数、使能内存映射等常规操作。本文对此不再赘述，如有需要，可参考 STM32N6-DK 板使用外部存储器的示例源码，例如STM32N6-GettingStarted-ImageClassification工程，相关资料可从ST官网获取。

3. 小结

本文介绍了使用单XSPI 驱动双片相同HyperRAM的方法。XSPI 根据访问的内存地址，切换相应的CS 至 Extmem1 或 Extmem2。如果采用软件方式切换，则需要动态设置 XSPI_CR 寄存器中的 CSSEL 位，实现起来相对复杂。本文介绍了一种通过硬件方式自动切换CS的方法，其关键在于使能 XSPI_DCR1 寄存器中的 EXTENDMEM 位，可供有类似需求的用户参考。

点击下载《STM32N6 如何使用单个XSPI驱动双片相同HyperRAM》原文档。

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