Sdram控制器的Verilog的实现.doc

??????目前，在很多通信芯片及系统的开发中，常常需要用到存储容量大、读写速度高的存储器。在各种随机存储器件中，SDRAM 的价格低、体积小、速度快、容量大，是比较理想的器件。但是，与SRAM相比较，SDRAM的控制逻辑复杂，使用很不方便。为了解决这个矛盾，需要设计专用的SDRAM控制器，使系统用户象使用SRAM一样方便的使用SDRAM是十分必要的。本文介绍了SDRAM控制器的Verilog设计，并给出了实现结果。一、?Sdram简介 1、?Sdram的接口信号 2、?Sdram启动和初始化系统商上电后，Sdram 必须经过初始化才能使用，初始化过程必须经过以下几个步骤：（1）?发出NOP指令，等待1ms（2）?执行PreChargeAll命令（3）?执行8次AutoRefresh命令（4）?设置模式寄存器（Mode Register）（5）?等待Tmrd时钟，Sdram就可以正常读写了。3、?Sdram的模式寄存器??? Mode Register 用于定义Sdram的运行模式。在PC133规范中，Mode Register中包括了突发长度（Burst Length）、突发类型（Burst Type）和CASs延迟（CAS Latency）。用过Mode Register Set 命令进行编程， 这组信息将会保存知道Sdram掉电为止（具体的Mode Register定义和SDRAM的命令看对应Sdram的数据手册）。二、?Sdram的命令解析1、?Bank Active 命令??? 在进行任何的Read和Write 命令之前，Sdram首先要选择进行操作的Bank，并且还要打开这个Bank中相应的行，这个通过Bank Active 命令来实现，Bank Active打开BA指定的Bank，同时锁存行地址信号。每个Bank 最长激活时间位 Tras，当Bank Active命令执行完毕以后，需要进行操作的的Bank中的行就会被打开，经过Trcd的延时之后，才可以进行Read或Write命令。2、?PreCharge命令??? PreCharge命令用于预充电BA和AP指定的Bank，当AP为高时，所有的Bank同时被充电，当AP为低时，由BA指定的Bank被充电，当此命令结束后，指定的Bank由激活状态转变为空闲状态，PreCharge命令相当于关闭对应的Bank，当Sdram需要在同一个Bank中打开另外一行时，需要先用PreCharge命令关闭已经打开的行，然后用Bank Active命令来打开新的行。同一个Bank中，在两个相邻的Bank Active命令之间的时间间隔为Trc，在不同的Bank之间，执行两个Bank Active命令之间的时间间隔为Trrd。3、?Read命令??? Rea的命令用于执行由BA指定的Bank的读操作，同时锁存列地址以及由AP指定的预充电模式。此命令结束后，数据经过CASs等待时间从Sdram内部输出到外部引脚上。当AP为高是，此命令结束前自动执行一个PreCharge命令，当AP为低时，此命令结束后Bank依然处于激活状态（在执行Read命令前，相应的Bank必须处于激活状态）。4、?Write命令??? Write命令用于执行由Ba指定的Bank的写操作，同事锁存列地址信号以及有AP指定的预充电模式。需要写入的数据从此命令开始时提供给Sdram，当AP为高时，此命令结束前自动执行一个PreCharge命令，当AP为低时，此命令结束后Bank依然处于激活状态（执行Write命令前，相应的Bank必须处于激活状态）。5、?Auto Refresh命令??? Auto Refresh 命令用于Sdram芯片在正常工作状态时使用的自动刷新操作。刷新所需要的行地址由Sdram内部的刷新计数器提供。刷新操作必须在64ms内别执行4096次（行地址的数目）。刷新操作可以周期性的执行，也可以突发性的执行。其他的命令可以在Auto Refresh命令结束Trrc时间后被执行。当执行此命令是，所有的Bank必须位空闲的。三、?Sdram控制器的Verilog实现1、?Sdram的状态图??? 如图，Sdram控制器一共分为 21 个状态，根据不同的信号，Sdram在各个状态之间切换实现对Sdram的控制。 1.SDRAM的burst mode：SDRAM是一种命令型动作的设备，就算读写资料只有一个也要先下命令才可以用，为了增加工作效率，就产生了一种传送一个命令，写多个数据的模式，这就是burst mode。burst mode是一种利用内部列地址发生器来工作的高速读写模式，只要设置最开始的列地址，后面的地址就可以通过内部的列地址发生器来自动生成。 2