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基于EPM1240的SDRAM控制器的设计

时间:2015-01-20  来源:扁平线圈电感厂家  点击:

1.3 刷新
SDRAM之所以称为同步动态随机存储器,就是因为它要不断进行刷新(Refresh)才能保留住数据,因此它是SDRAM最重要的操作。刷新操作与预充电中重写的操作一样,都是用S-AMP先读再写。进行预充电操作还要进行刷新的原因:因为预充电是对一个或所有L-Bank中的工作行操作,并且是不定期的,而刷新则是有固定的周期,依次对所有行进行操作,以保留那些久久没经历重写的存储体中的数据。但与所有L-Bank预充电不同的是,这里的行是指所有L-Bank中地址相同的行,而预充电中各L-Bank中的工作行地址并不是一定是相同的。
目前公认的标准是,存储体中电容的数据有效保存期上限是64 ms,也就是说每一行刷新的循环周期是64 ms,这样刷新速度就是:行数量/64 ms。内存规格有4096Refresh Cyeles/64 ms或8192 Refresh Cycles/64 ms的标识,这里的4096与8192就代表这个芯片中每个L-Bank的行数。刷新命令一次对一行有效,发送间隔也是随总行数而变化,4096行时为0.625 ps,8192行时就为7.812 5 ps。刷新操作分为两种:自动刷新(Auto Refresh,简称AR)与自刷新(Self Refresh,简称SR)。不论是何种刷新方式,都不需要外部提供行地址信息,因为这是一个内部的自动操作。

2 系统硬件设计
移动SDRAM接口设计包括四个主要模块,如图2所示,即控制接口模块、CAS延迟、突发长度以及地址生成器。下面对这些模块进行简要介绍。

c.jpg


2.1 控制接口模块
控制接口模块内部是有限状态机(Finite-State Machine,FSM),0603电感有限状态机解释来自微处理器的输入,把相应的命令和符合时序要求的地址发送给移动SDRAM设备,然后,移动SDRAM设备进入相应的状态,执行命令。
有限状态机会综合考虑存储器的时序要求,以正确的顺序产生各种操作指令,在发出操作指令之前,控制器首先会给出一个读取使能信号,从数据输入输出缓存模块的地址指令中读取地址指令。控制接口模块解码并寄存主机发送的命令,把解码后的空闲、写、读、刷新、充电和模式设置命令和地址信号送给命令模块。状态机的状态转换如图3所示。

d.jpg


2.2 CAS延迟模块
CAS延迟通过模式寄存器配置,CAS延迟模块的实质是2位递增计数器,这一计数器监视CAS延时时钟周期数。它表示读命令共模电感和第一个输出数据之间延迟的时钟周期数,延时时钟周期数可以是二或三个时钟周期。图电感生产厂家4分别给出CAS=3时的数据输出时序。
2位递增计数器的输入输出如下:
e.jpg
clk是输入的时钟信号来自微控制器,reset输入的异步复位信号,count_en输入的计数使能信号,count输出的CAS延迟数。系统不复位的情况下在计数使能有效时当时钟上升沿到来CAS延迟增加。
2.3 突发长度模块
突发长度也使在模式寄存器中设置的,它的内部实质是4位递增计数器,这一计数器监视读写突发工作时的时钟周期数,原理与2位递增计数器相同。
突发长度可以是1、2、4或者8,突发(Burst)是指在同一行中相邻的存储单元连续进行数据传输的方式,连续传输所涉及到存储单元(列)的数量就是突发长度。
2.4 地址转换模块
地址发生器将微处理器提供的地址按照要求的格式映射到移动SDRAM设备上。命令模块接收控制接口模块输入的解码后的命令和刷新控制单元发出的刷新请求命令,产生合适的SDRAM操作命令。
该模块包含一个简单的仲裁逻辑单元,仲裁主接口和刷新单元发出的命令,刷新请求的优先级最高。当刷新单元模压电感和主接口同时发出命令时,仲裁单元挂起主接口的命令直到刷新操作执行完毕;若主接口发出的命令正在执行时,仲裁单元挂起刷新命令直至正在处理的操作执行结束。仲裁单元接收控制接口模块发出的命令后,命令产生单元根据接收到的命令产生合适的SDRAM控制信号。命令产生单元基于三个移位寄存器产生正确的时序:第一个寄存器控制SDRAM激活命令的时序;第二个寄存器控制SDRAM读写时的时序;第3个用于产生命令延时,以便决定所请求的命令是否执行完毕。它根据状态分别产生块和行扁平型电感列地址,并传送到移动SDRAM设备上。

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