用sdram 在高速数据采集和存储系统中实现海量缓存.pdf

第 10卷 　第5期 光学 　精密工程 Vol. 10 　No. 5 　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　 2 0 0 2 年 1 0 月 Optics and Precision Engineering Oct . 　2 0 0 2 ( ) 文章编号 　1004924X 2002 用 SDRAM 在高速数据采集 和存储系统中实现海量缓存 苏海冰 , 吴钦章 ( 中国科学院光电技术研究所 , 四川 　成都 610209) 摘要 :SDRAM 作为大容量存储器在高速数据处理系统中具有很大的应用价值。详细介绍了 SDRAM 的 存储体结构、接口信号和操作方法 ,结合实际系统设计给出了使用大规模集成电路 FPGA 实现的硬件接 口,并分析了操作 SDRAM 时的状态转移过程。 关 　键 　词 :RAM ; SDRAM ; 接口状态机 ; 海量存储 中图分类号: TP391. 4 　　文献标识码 :A 同小异。它的同步接口和完全流水线的内部结构 1 　引　言 使其拥有极大的数据速率 , 目前 SDRAM 时钟速 率已经有 133Mhz 以上的了; 其单片容量也可以 ( ) 　　RAM 随机访问存储器 是一种在电子系统 达到 128Mbit 以上,因此 ,可以说 SDRAM 的应用 中应用广泛的器件 ,通常用于数据和程序的缓存。 前景越来越看好。 随着半导体工业的发展 ,从 RAM 、DRAM (动态随 SDRAM 的信号可以分成以下几类: ) ( ) 机访问存储器 到 SDRAM 同步动态随机访问存 1 控制信号 :片选、同步时钟、时钟有效、行/ ) 储器 ,存储器的容量越来越大 ,速度越来越高。 列地址选择、读写选择、数据有效等 ; 在高速图像采集和存储系统中因涉及到图像 2) 地址 :行/ 列地址 ,分时复用 ,靠行/ 列地址 数据输入设备和 PC 总线的配合 ,必然需要大的 选择控制 ;Bank 块地址 ; 中间缓存 , 由于 SDRAM 具有的大容量、高速度和 3) 数据 :双向信号 ,受数据有效信号控制。 低价格的优势 ,使用 SDRAM 作为数据缓存是一 在 SDRAM 内部以BAN K 为组织 , 由行、列 种非常有效的方法。 地址共同寻址 ,这在很大程度上减少了地址位 ,提 由于 SDRAM 的物理存储结构和 SRAM 有 高器件的实用性 ,但问题是寻址变得复杂 ; 由于 较大差异 ,控制机制比较复杂 , 目前很少有通用微 SDRAM 为了提高存储容量 ,采用硅片电容来存 处理器具有和 SDRAM 的直接透明接口 , 限制了 储信息 ,随着时间的推移 ,必须给电容重新充电才 SDRAM 的使用; 但 SDRAM 随着桌面机的普及 能保持电容里的数据信息 ,这就是所谓的“刷新”, 而应用得极其普遍 ,其价格、容量也以惊人的速度 它的存在也使得 SDRAM 的应用变得复杂 ,带来 在更新。鉴于此情况 ,我们在高速图像采集和存 了应用难