xref: /arm-trusted-firmware/plat/imx/imx8m/ddr/lpddr4_dvfs.c (revision 91f16700b400a8c0651d24a598fc48ee2997a0d7)
1*91f16700Schasinglulu /*
2*91f16700Schasinglulu  * Copyright 2018-2023 NXP
3*91f16700Schasinglulu  *
4*91f16700Schasinglulu  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
5*91f16700Schasinglulu  */
6*91f16700Schasinglulu 
7*91f16700Schasinglulu #include <lib/mmio.h>
8*91f16700Schasinglulu 
9*91f16700Schasinglulu #include <dram.h>
10*91f16700Schasinglulu 
11*91f16700Schasinglulu static void lpddr4_mr_write(uint32_t mr_rank, uint32_t mr_addr, uint32_t mr_data)
12*91f16700Schasinglulu {
13*91f16700Schasinglulu 	/*
14*91f16700Schasinglulu 	 * 1. Poll MRSTAT.mr_wr_busy until it is 0. This checks that there
15*91f16700Schasinglulu 	 * is no outstanding MR transaction. No
16*91f16700Schasinglulu 	 * writes should be performed to MRCTRL0 and MRCTRL1 if MRSTAT.mr_wr_busy = 1.
17*91f16700Schasinglulu 	 */
18*91f16700Schasinglulu 	while (mmio_read_32(DDRC_MRSTAT(0)) & 0x1)
19*91f16700Schasinglulu 		;
20*91f16700Schasinglulu 
21*91f16700Schasinglulu 	/*
22*91f16700Schasinglulu 	 * 2. Write the MRCTRL0.mr_type, MRCTRL0.mr_addr,
23*91f16700Schasinglulu 	 * MRCTRL0.mr_rank and (for MRWs)
24*91f16700Schasinglulu 	 * MRCTRL1.mr_data to define the MR transaction.
25*91f16700Schasinglulu 	 */
26*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_MRCTRL0(0), (mr_rank << 4));
27*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_MRCTRL1(0), (mr_addr << 8) | mr_data);
28*91f16700Schasinglulu 	mmio_setbits_32(DDRC_MRCTRL0(0), BIT(31));
29*91f16700Schasinglulu }
30*91f16700Schasinglulu 
31*91f16700Schasinglulu void lpddr4_swffc(struct dram_info *info, unsigned int init_fsp,
32*91f16700Schasinglulu 	 unsigned int fsp_index)
33*91f16700Schasinglulu 
34*91f16700Schasinglulu {
35*91f16700Schasinglulu 	uint32_t mr, emr, emr2, emr3;
36*91f16700Schasinglulu 	uint32_t mr11, mr12, mr22, mr14;
37*91f16700Schasinglulu 	uint32_t val;
38*91f16700Schasinglulu 	uint32_t derate_backup[3];
39*91f16700Schasinglulu 	uint32_t (*mr_data)[8];
40*91f16700Schasinglulu 	uint32_t phy_master;
41*91f16700Schasinglulu 
42*91f16700Schasinglulu 	/* 1. program targetd UMCTL2_REGS_FREQ1/2/3,already done, skip it. */
43*91f16700Schasinglulu 
44*91f16700Schasinglulu 	/* 2. MR13.FSP-WR=1, MRW to update MR registers */
45*91f16700Schasinglulu 	mr_data = info->mr_table;
46*91f16700Schasinglulu 	mr = mr_data[fsp_index][0];
47*91f16700Schasinglulu 	emr  = mr_data[fsp_index][1];
48*91f16700Schasinglulu 	emr2 = mr_data[fsp_index][2];
49*91f16700Schasinglulu 	emr3 = mr_data[fsp_index][3];
50*91f16700Schasinglulu 	mr11 = mr_data[fsp_index][4];
51*91f16700Schasinglulu 	mr12 = mr_data[fsp_index][5];
52*91f16700Schasinglulu 	mr22 = mr_data[fsp_index][6];
53*91f16700Schasinglulu 	mr14 = mr_data[fsp_index][7];
54*91f16700Schasinglulu 
55*91f16700Schasinglulu 	val = (init_fsp == 1) ? 0x2 << 6 : 0x1 << 6;
56*91f16700Schasinglulu 	emr3 = (emr3 & 0x003f) | val | 0x0d00;
57*91f16700Schasinglulu 
58*91f16700Schasinglulu 	/* 12. set PWRCTL.selfref_en=0 */
59*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrbits_32(DDRC_PWRCTL(0), 0xf);
60*91f16700Schasinglulu 
61*91f16700Schasinglulu 	phy_master = mmio_read_32(DDRC_DFIPHYMSTR(0));
62*91f16700Schasinglulu 
63*91f16700Schasinglulu 	/* It is more safe to config it here */
64*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrbits_32(DDRC_DFIPHYMSTR(0), 0x1);
65*91f16700Schasinglulu 
66*91f16700Schasinglulu 	lpddr4_mr_write(3, 13, emr3);
67*91f16700Schasinglulu 	lpddr4_mr_write(3, 1, mr);
68*91f16700Schasinglulu 	lpddr4_mr_write(3, 2, emr);
69*91f16700Schasinglulu 	lpddr4_mr_write(3, 3, emr2);
70*91f16700Schasinglulu 	lpddr4_mr_write(3, 11, mr11);
71*91f16700Schasinglulu 	lpddr4_mr_write(3, 12, mr12);
72*91f16700Schasinglulu 	lpddr4_mr_write(3, 14, mr14);
73*91f16700Schasinglulu 	lpddr4_mr_write(3, 22, mr22);
74*91f16700Schasinglulu 
75*91f16700Schasinglulu 	do {
76*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_MRSTAT(0));
77*91f16700Schasinglulu 	} while (val & 0x1);
78*91f16700Schasinglulu 
79*91f16700Schasinglulu 	/* 3. disable AXI ports */
80*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_PCTRL_0(0), 0x0);
81*91f16700Schasinglulu 
82*91f16700Schasinglulu 	/* 4.Poll PSTAT.rd_port_busy_n=0 and PSTAT.wr_port_busy_n=0. */
83*91f16700Schasinglulu 	do {
84*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_PSTAT(0));
85*91f16700Schasinglulu 	} while (val != 0);
86*91f16700Schasinglulu 
87*91f16700Schasinglulu 	/* 6.disable SBRCTL.scrub_en, skip if never enable it */
88*91f16700Schasinglulu 	/* 7.poll SBRSTAT.scrub_busy  Q2: should skip phy master if never enable it */
89*91f16700Schasinglulu 	/* Disable phy master */
90*91f16700Schasinglulu #ifdef DFILP_SPT
91*91f16700Schasinglulu 	/* 8. disable DFI LP */
92*91f16700Schasinglulu 	/* DFILPCFG0.dfi_lp_en_sr */
93*91f16700Schasinglulu 	val = mmio_read_32(DDRC_DFILPCFG0(0));
94*91f16700Schasinglulu 	if (val & 0x100) {
95*91f16700Schasinglulu 		mmio_write_32(DDRC_DFILPCFG0(0), 0x0);
96*91f16700Schasinglulu 		do {
97*91f16700Schasinglulu 			val = mmio_read_32(DDRC_DFISTAT(0)); // dfi_lp_ack
98*91f16700Schasinglulu 			val2 = mmio_read_32(DDRC_STAT(0)); // operating_mode
99*91f16700Schasinglulu 		} while (((val & 0x2) == 0x2) && ((val2 & 0x7) == 3));
100*91f16700Schasinglulu 	}
101*91f16700Schasinglulu #endif
102*91f16700Schasinglulu 	/* 9. wait until in normal or power down states */
103*91f16700Schasinglulu 	do {
104*91f16700Schasinglulu 		/* operating_mode */
105*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_STAT(0));
106*91f16700Schasinglulu 	} while (((val & 0x7) != 1) && ((val & 0x7) != 2));
107*91f16700Schasinglulu 
108*91f16700Schasinglulu 	/* 10. Disable automatic derating: derate_enable */
109*91f16700Schasinglulu 	val = mmio_read_32(DDRC_DERATEEN(0));
110*91f16700Schasinglulu 	derate_backup[0] = val;
111*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrbits_32(DDRC_DERATEEN(0), 0x1);
112*91f16700Schasinglulu 
113*91f16700Schasinglulu 	val = mmio_read_32(DDRC_FREQ1_DERATEEN(0));
114*91f16700Schasinglulu 	derate_backup[1] = val;
115*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrbits_32(DDRC_FREQ1_DERATEEN(0), 0x1);
116*91f16700Schasinglulu 
117*91f16700Schasinglulu 	val = mmio_read_32(DDRC_FREQ2_DERATEEN(0));
118*91f16700Schasinglulu 	derate_backup[2] = val;
119*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrbits_32(DDRC_FREQ2_DERATEEN(0), 0x1);
120*91f16700Schasinglulu 
121*91f16700Schasinglulu 	/* 11. disable automatic ZQ calibration */
122*91f16700Schasinglulu 	mmio_setbits_32(DDRC_ZQCTL0(0), BIT(31));
123*91f16700Schasinglulu 	mmio_setbits_32(DDRC_FREQ1_ZQCTL0(0), BIT(31));
124*91f16700Schasinglulu 	mmio_setbits_32(DDRC_FREQ2_ZQCTL0(0), BIT(31));
125*91f16700Schasinglulu 
126*91f16700Schasinglulu 	/* 12. set PWRCTL.selfref_en=0 */
127*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrbits_32(DDRC_PWRCTL(0), 0x1);
128*91f16700Schasinglulu 
129*91f16700Schasinglulu 	/* 13.Poll STAT.operating_mode is in "Normal" (001) or "Power-down" (010) */
130*91f16700Schasinglulu 	do {
131*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_STAT(0));
132*91f16700Schasinglulu 	} while (((val & 0x7) != 1) && ((val & 0x7) != 2));
133*91f16700Schasinglulu 
134*91f16700Schasinglulu 	/* 14-15. trigger SW SR */
135*91f16700Schasinglulu 	/* bit 5: selfref_sw, bit 6: stay_in_selfref */
136*91f16700Schasinglulu 	mmio_setbits_32(DDRC_PWRCTL(0), 0x60);
137*91f16700Schasinglulu 
138*91f16700Schasinglulu 	/* 16. Poll STAT.selfref_state in "Self Refresh 1" */
139*91f16700Schasinglulu 	do {
140*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_STAT(0));
141*91f16700Schasinglulu 	} while ((val & 0x300) != 0x100);
142*91f16700Schasinglulu 
143*91f16700Schasinglulu 	/* 17. disable dq */
144*91f16700Schasinglulu 	mmio_setbits_32(DDRC_DBG1(0), 0x1);
145*91f16700Schasinglulu 
146*91f16700Schasinglulu 	/* 18. Poll DBGCAM.wr_data_pipeline_empty and DBGCAM.rd_data_pipeline_empty */
147*91f16700Schasinglulu 	do {
148*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_DBGCAM(0));
149*91f16700Schasinglulu 		val &= 0x30000000;
150*91f16700Schasinglulu 	} while (val != 0x30000000);
151*91f16700Schasinglulu 
152*91f16700Schasinglulu 	/* 19. change MR13.FSP-OP to new FSP and MR13.VRCG to high current */
153*91f16700Schasinglulu 	emr3 = (((~init_fsp) & 0x1) << 7) | (0x1 << 3) | (emr3 & 0x0077) | 0x0d00;
154*91f16700Schasinglulu 	lpddr4_mr_write(3, 13, emr3);
155*91f16700Schasinglulu 
156*91f16700Schasinglulu 	/* 20. enter SR Power Down */
157*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrsetbits_32(DDRC_PWRCTL(0), 0x60, 0x20);
158*91f16700Schasinglulu 
159*91f16700Schasinglulu 	/* 21. Poll STAT.selfref_state is in "SR Power down" */
160*91f16700Schasinglulu 	do {
161*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_STAT(0));
162*91f16700Schasinglulu 	} while ((val & 0x300) != 0x200);
163*91f16700Schasinglulu 
164*91f16700Schasinglulu 	/* 22. set dfi_init_complete_en = 0 */
165*91f16700Schasinglulu 
166*91f16700Schasinglulu 	/* 23. switch clock */
167*91f16700Schasinglulu 	/* set SWCTL.dw_done to 0 */
168*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_SWCTL(0), 0x0000);
169*91f16700Schasinglulu 
170*91f16700Schasinglulu 	/* 24. program frequency mode=1(bit 29), target_frequency=target_freq (bit 29) */
171*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_MSTR2(0), fsp_index);
172*91f16700Schasinglulu 
173*91f16700Schasinglulu 	/* 25. DBICTL for FSP-OP[1], skip it if never enable it */
174*91f16700Schasinglulu 
175*91f16700Schasinglulu 	/* 26.trigger initialization in the PHY */
176*91f16700Schasinglulu 
177*91f16700Schasinglulu 	/* Q3: if refresh level is updated, then should program */
178*91f16700Schasinglulu 	/* as updating refresh, need to toggle refresh_update_level signal */
179*91f16700Schasinglulu 	val = mmio_read_32(DDRC_RFSHCTL3(0));
180*91f16700Schasinglulu 	val = val ^ 0x2;
181*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_RFSHCTL3(0), val);
182*91f16700Schasinglulu 
183*91f16700Schasinglulu 	/* Q4: only for legacy PHY, so here can skipped */
184*91f16700Schasinglulu 
185*91f16700Schasinglulu 	/* dfi_frequency -> 0x1x */
186*91f16700Schasinglulu 	val = mmio_read_32(DDRC_DFIMISC(0));
187*91f16700Schasinglulu 	val &= 0xFE;
188*91f16700Schasinglulu 	val |= (fsp_index << 8);
189*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_DFIMISC(0), val);
190*91f16700Schasinglulu 	/* dfi_init_start */
191*91f16700Schasinglulu 	val |= 0x20;
192*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_DFIMISC(0), val);
193*91f16700Schasinglulu 
194*91f16700Schasinglulu 	/* polling dfi_init_complete de-assert */
195*91f16700Schasinglulu 	do {
196*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_DFISTAT(0));
197*91f16700Schasinglulu 	} while ((val & 0x1) == 0x1);
198*91f16700Schasinglulu 
199*91f16700Schasinglulu 	/* change the clock frequency */
200*91f16700Schasinglulu 	dram_clock_switch(info->timing_info->fsp_table[fsp_index], info->bypass_mode);
201*91f16700Schasinglulu 
202*91f16700Schasinglulu 	/* dfi_init_start de-assert */
203*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrbits_32(DDRC_DFIMISC(0), 0x20);
204*91f16700Schasinglulu 
205*91f16700Schasinglulu 	/* polling dfi_init_complete re-assert */
206*91f16700Schasinglulu 	do {
207*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_DFISTAT(0));
208*91f16700Schasinglulu 	} while ((val & 0x1) == 0x0);
209*91f16700Schasinglulu 
210*91f16700Schasinglulu 	/* 27. set ZQCTL0.dis_srx_zqcl = 1 */
211*91f16700Schasinglulu 	if (fsp_index == 0) {
212*91f16700Schasinglulu 		mmio_setbits_32(DDRC_ZQCTL0(0), BIT(30));
213*91f16700Schasinglulu 	} else  if (fsp_index == 1) {
214*91f16700Schasinglulu 		mmio_setbits_32(DDRC_FREQ1_ZQCTL0(0), BIT(30));
215*91f16700Schasinglulu 	} else {
216*91f16700Schasinglulu 		mmio_setbits_32(DDRC_FREQ2_ZQCTL0(0), BIT(30));
217*91f16700Schasinglulu 	}
218*91f16700Schasinglulu 
219*91f16700Schasinglulu 	/* 28,29. exit "self refresh power down" to stay "self refresh 2" */
220*91f16700Schasinglulu 	/* exit SR power down */
221*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrsetbits_32(DDRC_PWRCTL(0), 0x60, 0x40);
222*91f16700Schasinglulu 	/* 30. Poll STAT.selfref_state in "Self refresh 2" */
223*91f16700Schasinglulu 	do {
224*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_STAT(0));
225*91f16700Schasinglulu 	} while ((val & 0x300) != 0x300);
226*91f16700Schasinglulu 
227*91f16700Schasinglulu 	/* 31. change MR13.VRCG to normal */
228*91f16700Schasinglulu 	emr3 = (emr3 & 0x00f7) | 0x0d00;
229*91f16700Schasinglulu 	lpddr4_mr_write(3, 13, emr3);
230*91f16700Schasinglulu 
231*91f16700Schasinglulu 	/* restore the PHY master */
232*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_DFIPHYMSTR(0), phy_master);
233*91f16700Schasinglulu 
234*91f16700Schasinglulu 	/* 32. issue ZQ if required: zq_calib_short, bit 4 */
235*91f16700Schasinglulu 	/* polling zq_calib_short_busy */
236*91f16700Schasinglulu 	mmio_setbits_32(DDRC_DBGCMD(0), 0x10);
237*91f16700Schasinglulu 
238*91f16700Schasinglulu 	do {
239*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_DBGSTAT(0));
240*91f16700Schasinglulu 	} while ((val & 0x10) != 0x0);
241*91f16700Schasinglulu 
242*91f16700Schasinglulu 	/* 33. Reset ZQCTL0.dis_srx_zqcl=0 */
243*91f16700Schasinglulu 	if (fsp_index == 1)
244*91f16700Schasinglulu 		mmio_clrbits_32(DDRC_FREQ1_ZQCTL0(0), BIT(30));
245*91f16700Schasinglulu 	else if (fsp_index == 2)
246*91f16700Schasinglulu 		mmio_clrbits_32(DDRC_FREQ2_ZQCTL0(0), BIT(30));
247*91f16700Schasinglulu 	else
248*91f16700Schasinglulu 		mmio_clrbits_32(DDRC_ZQCTL0(0), BIT(30));
249*91f16700Schasinglulu 
250*91f16700Schasinglulu 	/* set SWCTL.dw_done to 1 and poll SWSTAT.sw_done_ack=1 */
251*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_SWCTL(0), 0x1);
252*91f16700Schasinglulu 
253*91f16700Schasinglulu 	/* wait SWSTAT.sw_done_ack to 1 */
254*91f16700Schasinglulu 	do {
255*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_SWSTAT(0));
256*91f16700Schasinglulu 	} while ((val & 0x1) == 0x0);
257*91f16700Schasinglulu 
258*91f16700Schasinglulu 	/* 34. set PWRCTL.stay_in_selfreh=0, exit SR */
259*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrbits_32(DDRC_PWRCTL(0), 0x40);
260*91f16700Schasinglulu 	/* wait tXSR */
261*91f16700Schasinglulu 
262*91f16700Schasinglulu 	/* 35. Poll STAT.selfref_state in "Idle" */
263*91f16700Schasinglulu 	do {
264*91f16700Schasinglulu 		val = mmio_read_32(DDRC_STAT(0));
265*91f16700Schasinglulu 	} while ((val & 0x300) != 0x0);
266*91f16700Schasinglulu 
267*91f16700Schasinglulu #ifdef DFILP_SPT
268*91f16700Schasinglulu 	/* 36. restore dfi_lp.dfi_lp_en_sr */
269*91f16700Schasinglulu 	mmio_setbits_32(DDRC_DFILPCFG0(0), BIT(8));
270*91f16700Schasinglulu #endif
271*91f16700Schasinglulu 
272*91f16700Schasinglulu 	/* 37. re-enable CAM: dis_dq */
273*91f16700Schasinglulu 	mmio_clrbits_32(DDRC_DBG1(0), 0x1);
274*91f16700Schasinglulu 
275*91f16700Schasinglulu 	/* 38. re-enable automatic SR: selfref_en */
276*91f16700Schasinglulu 	mmio_setbits_32(DDRC_PWRCTL(0), 0x1);
277*91f16700Schasinglulu 
278*91f16700Schasinglulu 	/* 39. re-enable automatic ZQ: dis_auto_zq=0 */
279*91f16700Schasinglulu 	/* disable automatic ZQ calibration */
280*91f16700Schasinglulu 	if (fsp_index == 1)
281*91f16700Schasinglulu 		mmio_clrbits_32(DDRC_FREQ1_ZQCTL0(0), BIT(31));
282*91f16700Schasinglulu 	else if (fsp_index == 2)
283*91f16700Schasinglulu 		mmio_clrbits_32(DDRC_FREQ2_ZQCTL0(0), BIT(31));
284*91f16700Schasinglulu 	else
285*91f16700Schasinglulu 		mmio_clrbits_32(DDRC_ZQCTL0(0), BIT(31));
286*91f16700Schasinglulu 	/* 40. re-emable automatic derating: derate_enable */
287*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_DERATEEN(0), derate_backup[0]);
288*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_FREQ1_DERATEEN(0), derate_backup[1]);
289*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_FREQ2_DERATEEN(0), derate_backup[2]);
290*91f16700Schasinglulu 
291*91f16700Schasinglulu 	/* 41. write 1 to PCTRL.port_en */
292*91f16700Schasinglulu 	mmio_write_32(DDRC_PCTRL_0(0), 0x1);
293*91f16700Schasinglulu 
294*91f16700Schasinglulu 	/* 42. enable SBRCTL.scrub_en, skip if never enable it */
295*91f16700Schasinglulu }
296