FPGA SDRAM接口设计（二） 庖丁解牛1

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SDRAM—IS42S16400F功能描述：

总体描述：

大体工作过程：

引脚功能介绍：

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SDRAM—IS42S16400F功能描述：

总体描述：

64Mb SDRAM是一个高速CMOS，动态设计用于3.3V的随机存取存储器，可存储67,108,864位数据。每个16,777,216位的存储区被组织为4,096行  x  256列个存储单元，每个单元存储16位数据。

64Mb SDRAM包括一个自动刷新模式、省电和掉电模式。所有信号都是在时钟信号CLK的上升沿寄存。

所有输入和输出均兼容LVTTL。

64Mb SDRAM具有同步冲突的能力，突发结束时启动自定时行预充电。

在访问其中一个Bank时，为一个Bank预充电其他三个银行将隐藏预充电周期并提供无缝，高速，随机访问操作。

SDRAM读写访问是面向突发的，读写访问选定的位置并继续对选定位置下继续访问。读写访问前需要一个激活命令，然后是READ或WRITE命令，结束后启动预充电。可编程的READ或WRITE突发长度包括1、2、4和8个位置或整页，带有突发终止选项。

大体工作过程：

通电时首先初始化SDRAM，其初始化过程包括：
（1）上电等待时钟稳定，DQM高，CKE高。
（2）100μs的延迟，期间除了COMMAND INHIBIT 或 NOP命令，其他命令不能有。在此期间至少有一个COMMAND INHIBIT 或 NOP命令。
（3）PRECHARGE命令。给所有Bank预充电，使所有Bank处于空闲状态。
（4）两个自动刷新操作。
（5）配置模式寄存器。后需要2个NOP命令。

初始化后，SDRAM就处于空闲状态，就可以对SDRAM进行其他操作，例如读操作，写操作，自动刷新操作。自动刷新操作从上篇文章中写到，每64ms刷新4096次，就是每64ms就对4096行存储单元刷新一次，防止数据丢失。读写操作前都必须有激活命令（ACTIVE），对确定的bank和确定的行进行激活，再进行读写操作，读写完需要预充电命令。

引脚功能介绍：

以下为IS42S16400F芯片引脚图及引脚描述表：

  

A0-A11（Input）：地址输入。在ACTIVE命令（行地址A0-A11）和READ / WRITE命令（A0-A7，其中A10定义自动预充电）期间采样A0-A11，以从相应存储体的存储器阵列中选择一个位置。 在PRECHARGE命令期间对A10进行采样，以确定是否要对所有存储体进行预充电（A10为高）或由BA0，BA1选择的存储体为（LOW）。 地址输入还在LOAD MODE REGISTER命令期间提供操作码。

DQ0-DQ15（Inout）：I / O引脚。 通过这些引脚的I / O可以使用LDQM和UDQM引脚以字节为单位进行控制。

BA0, BA1（Input）：Bank选择地址。BA0和BA1定义了正在应用ACTIVE，READ，WRITE或PRECHARGE命令的存储体。

CLK（Input）：CLK是该设备的主时钟输入。 除CKE以外，与此引脚的上升沿同步获取该器件的所有输入。

CKE（Input）：CKE输入确定是否启用CLK输入。 CLK信号的下一个上升沿在CKE为高电平时有效，而在低电平时无效。当CKE为LOW时，器件将处于掉电模式，时钟挂起模式或自我刷新模式。 CKE是异步输入。

CS（Input）：CS输入确定是否在设备内启用了命令输入。当CS为LOW时启用命令输入，而CS为HIGH则禁用命令输入。 当CS为高电平时，设备保持先前状态。

CAS（Input）：CAS与RAS和WE一起构成设备命令。 有关设备命令的详细信息，请参见“命令真值表”（下边会给出）。

RAS（Input）：RAS与CAS和WE一起构成设备命令。 有关设备命令的详细信息，请参见“命令真值表”（下边会给出）。

WE（Input）：WE与RAS和CAS一起形成设备命令。 有关设备命令的详细信息，请参见“命令真值表”（下边会给出）。

LDQM，UDQM（Input）：LDQM和UDQM控制I / O缓冲区的低字节和高字节。 在读取模式下，LDQM和UDQM控制输出缓冲区。 当LDQM或UDQM为LOW时，相应的缓冲字节被使能，而当HIGH时，其禁用。 LDQM / UDQM为高电平时，输出进入高阻抗状态。 此功能对应于常规DRAM中的OE。 在写模式下，LDQM和UDQM控制输入缓冲区。 当LDQM或UDQM为LOW时，启用相应的缓冲区字节，并且可以将数据写入设备。 当LDQM或UDQM为高电平时，输入数据被屏蔽，无法写入设备。

VDDQ（pow）：输出缓冲电源。

GNDQ（pow）：输出缓冲地。

VDD（pow）：设备内部电源。

GND（pow）：设备内部地。

下表是命令和DQM操作的真值表：

SDRAM由CS/RAS/CAD/WE控制的主要命令有：COMMAND INHIBIT (NOP)、COMMAND INHIBIT (NOP)、ACTIVE、READ、WRITE、BURST TERMINATE、PRECHARGE、AUTO REFRESH or SELF REFRESH。

下一篇将对各个命令作具体讲解。