sdram接口设计

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1、多路读写的SDRAM接口设计存储器是容量数据处理电路的重要组成部分。随着数据处理技术的进一步发展，对于存储器的容量和性能提出了越来越高的要求。同步动态随机存储器SDRAM（SynchronousDynamicRandomAccessMemory）因其容量大、读写速度快、支持突发式读写及相对低廉的价格而得到了广泛的应用。SDRAM的控制比较复杂，其接口电路设计是关键。本文首先介绍SDRAM的主要控制信号和基本命令；然后介绍接口电路对SDRAM的主要操作路径及操作过程，应用于解复用的SDRAM接口电路的设计方法；最后给出了实现结果。1SDRAM的主要控制信号和基本命令SDRAM的主要控制

2、信号为：·CS：片选使能信号，低电平有效；·RAS：行地址选通信号，低电平有效；·CAS：列地址选通信号，低电平有效；·WE：写使能信号，低电平有效。SDRAM的基本命令及主要控制信号见表1。表1SDRAM基本操作及控制信号命   令   名   称CSRASCASWE命令禁止（NOP:Commandinhibit）HXXX空操作（NOP：Nooperation）LHHH激活操作（ACT：Selectbankandactiverow）LLHH读操作（READ：Selectbankandcolumn,andstartREADburst）LHLH写操作（WRITE：Selectbanka

3、ndcolumn,andstartWRITEburst）LHLL突发操作停止（BTR：Burstterminate）LHHL预充电（PRE：Deactiverowinbankorbanks）LLHL自动刷新或自我刷新（REF：Autorefreshorselfrefresh）LLLH配置模式寄存器（LMR：Loadmoderegister）LLLL所有的操作控制信号、输入输出数据都与外部时钟同步。2接口电路对SDRAM的主要操作路径及操作过程一个完备的SDRAM接口很复杂。由于本文的SDRAM接口应用于解复用，处理的事件相对来说比较简单，因而可以简化设计而不影响性能。接口电路SDRA

4、M的主要操作可以分为：初始化操作、读操作、写操作、自动刷新操作。   （1）初始化操作SDRAM上电一段时间后，经过初始化操作才可以进入正常工作过程。初始化主要完成预充电、自动刷新模式寄存器的配置。操作过程如图1所示。（2）读写操作读写操作主要完成与SDRAM的数据交换。读操作过程如图2所示，写操作过程如图3所示。（3）刷新操作动态存储器（DynamicRAM）都存在刷新问题。这里主要采用自动刷新方式，每隔一段时间向SDRAM发一条刷新命令。刷新过程如图4所示。3接口电路的设计（1）解复用电路本解复用电路主要完成将1路高速数据流解复用为4路数据流，其结构框图如图5所示。1路数据流进入

5、解复用器后，经过SDRAM缓冲，解复用为4路数据流。由于要解复用为4路数据流，为了充分利用时隙，满足高速的要求，采用4个bank的SDRAM，各路数据缓冲对应不同的bank。为简化设计，数据流1的缓冲区定为bank0，数据流2的缓冲区定为bank1，数据流3的缓冲区定为bank2数据流4的缓冲区定为bank3。对于每路数据实际上是以高速率集中写入，然后以低速率均匀读出。   由于进行的是解复用，因此写入的数据只有1路，但是有可能4路数据同时都要读出。所以对于4路数据流，其读写地址和读写使能信号是分开的。（2）SDRAM接口电路的时序控制高速数据流的速率为3M字节/秒，采用的系统时钟为

6、20倍的字节时钟。送入SDRAM的时钟为60MHz系统时钟。在一个字节时钟内对SDRAM的操作最多有5次（1次读，4次写），而且为了满足刷新的要求，每个字节时钟进行一次刷新操作。根据SDRAM的时序要求，这样的操作是难以实现的。因而要通过多bank操作，尽量做到时分复用来实现。图6给出了在一个字节时钟周期的内数据流1进行读写操作，其它3路数据进行读操作的命令排序时序图。可以看出通过多bank操作，时分复用，在20个系统时钟节拍内所需的读写操作命令刚好很紧凑地排开。   一个字节时钟内对SDRAM读写操作是随机的，这与数据流的复用比例有在。为了满足时序，根据上面的说明，需要把一个字节时

7、钟周期内对SDRAM的命令合理排序，然后按照排好的顺序执行命令。这样就需要把一个字节时钟周期内对SDRAM的操作进行缓存，然后在下一个字节时钟周期内进行排序、与SDRAM命令相对应、将命令译码产生相应的控制信号线，完成操作。缓存排序过程如图7所示。（3）SDRAM接口电路SDRAM接口电路中需要专门操作缓冲区存储一个字节时钟周期内的操作，以备下一字节时钟的排序。为了方便处理，对每路数据的缓冲操作内容（或读或写）放在一个缓冲区。由于数据流的连续性，排序的同时