DDR3基本概念4 - 预充电和刷新，以及Lattice DDR3 SDRAM controller实战注意事项

Prechage：需要precharge的原因，关闭当前行，打开新行时，要求新的bit line充电到VDD/2。具体原理参见：https://blog.csdn.net/tbzj_2000/article/details/88042986 DDR3基本概念1 - 存储单元结构和原理

Refresh：存储单元的电容，最大保持电平时间为64ms（温度小于85度），或32ms（温度大于85度）。完成一次刷新的时间，为110ns到 70200ns之间。参考DDR3 规范的命令真值表，分成refresh和self-refresh两种命令。
refrech用于在正常的读写命令间插入刷新命令。而self-refrech用于DDR空闲时，用于自刷新。两种命令执行时，DDR都不再可读写，直至命令完成或模式终止。DDR3规范规定，DDR memory 有一个深度为8的refresh queue,可接收最多8个refresh命令。

Lattice DDR3控制器应用实战

I）refresh

在Lattice IP core的DDR3 SDRAM controller v3.1的配置窗口的setting页面有一个Auto Refresh Control栏，有两项配置。
  1）配置1：Auto Refresh Burst Count
    1~8可配置。
    说明：
    a）参照DDR3 的JESD79-3F-DDR3 标准文档的“4.15 refresh command”一节，提到“A maximum of 8 Refresh commands can be postponed during operation of the DDR3 SDRAM”。为了满足标准中的该规定，所有的DDR3内存颗粒，最多可接收8个连续的Refresh命令。
    b）注意此中的“Auto”和DDR3 的“Self Refresh”命令的区别。Lattice 的DDR控制器使用了一个“Precharge all banks”命令（{CS#， RAS#， CAS#，WE#}=4'b0010；A10=1),加上几个refresh命令（{CS#， RAS#， CAS#，WE#}=4'b0001)来构建一个Auto Refresh Burst命令。busrt个数就是用“Auto Refresh Burst Count”来设定的。

  2）配置2：External Auto Refresh Port
   若使能了该选项，则Auto refresh需要通过DDR 控制器的ext_auto_ref端口来使能。使能后，在完成一次auto refresh之后，DDR控制器返回给用户一个ext_auto_ref_ack信号。
   若未使能，则DDR控制器会自动发起auto refresh命令。对于用户来说：
   - 通过侦测cmd_rdy信号是否被拉低多个系统时钟sclk周期以上来判断是否暂停对DDR的读或写
   - 由于auto refresh时无法执行DDR的读和写，要求外部有足够的FIFO可缓存对DDR的读和写数据、命令等

未使能external auto refresh port做refresh时,会出现各种问题，例如:
   用户发起一次burst写后,还未结束前DDR控制器就启动了auto refresh。由于该操作是自动启动的，用户只有在检测到cmd_rdy信号为低多个周期以上时才知道auto refresh已启动，此时burst写已执行了一部分，若撤销，涉及fifo读使能、读指针以及已读出数据的保存等诸多问题。而且判断cmd_rdy多个周期以上为低作为auto refresh是否已启动会误判，因为其他的操作忙时也会拉低cmd_rdy信号，因此不使用“External Auto Refresh Port”的方法没有太大的实用意义。

    故需使能External Auto Refresh Port，从而可由用户来控制启动auto refresh, 而且可根据ack反馈信号来重新启动DDR读写操作，有效避免了已启动读写命令被中断的情况发生。

    另外在产生auto refresh时间的前后一段时间，设定一个期间，使得在实际发出auto refresh前，已发出的DDR读写操作已完成。

II）precharge
  相对来说precharge较容易处理。不需要复杂的逻辑控制、缓存资源。
  1）在Auto refresh burst命令执行时，发起了“precharge all banks”命令，建议采用每访问完一个bank的一行，则切换至下一个bank的另一行。通过这种方式就不需要在每行结束时，发起一次read or write with precharge命令。
  2）采取1）中存储策略后，可以看到每次的行切换（其实也是bank切换），只需要发起一次ACT命令（即更新bank地址和行地址），不需要precharge命令。