SDRAM/DDR/DDR2学习笔记

转自：http://www.efficient-it.com.cn/space/589/viewspace/itemid/8987.html

在说明初始化之前先了解一下SDRAM的一些基础知识吧.  

      SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory),同步动态随机存储器。同步是指其时钟频率与CPU的前端总线的系统时间频率相同，并且他的内部命令的发送与数据的传输都是以这个时钟为基准的，动态是指存储阵列需要不断的刷新才能保证数据的不丢失。随机是指数据不是线性存储的，是可以自由指定地址进行数据读写。

      位宽：是指内存一次数据传输的数据量就是位宽，以位为单位。

SDRAM的内部结构:
    SDRAM相当于一个excel，一个工作溥中有几个工作表，每个工作表里有行列。
    SDRAM中的一个bank就相当于excel中的一个工作表, SDRAM中的行(Column)与列(Row)相当于工作于中的行与列，我们对内存的读写就是根据bank 号 Column 、Row来准确的找到所需要的单元格(存储阵列)。
    由于技术、成本等原因，不可能只做一个全容量的Bank,而且最重要的是，由于SDRAM的工作原理限制，单一的Bank将会造成非常严重的寻址冲突，大大降低了内存的效率，所以把SDRAM内部分割成多个Bank,较早以前是2个，目前市面上大多都是4个Bank的，

SDRAM容量的计算。
   SDRAM容量　=  单元格的总数（地址总数） X  位宽
        单元格的总数 = Bank数 X Column数 X ROW数

      　如果要以字节为单位的话，刚需要将SDRAM容量(bit) / 8(bit)

　　 型号为:HY57V641620E的为64Mbit (8M字节)位宽为16bit 的SDRAM，内部结构为4个Bank,Column数为 8(CA0-CA7),Row数为12(RA0- RA11),SDRAM的行地址线和列地址线是分时复用的，即地址要分两次送出，先送出行地址，再送出列地址。这样，可以大幅度减少地址线的数目。

       计算方法为：每个bank的容量为: 2 Row 次方 X 2 的Column X 16(bit) = 256 X4096  X 16  /1024 =  16384 bit = 16 Mbit = 2 M字节，再乘以bank 数就是64 Mbit （8M字节了）,更简单的方法是行列加起了相当于20根地址线，所以每个bank能访问的地址空间是 2 的20次方 =  1048576 bit =  1M字节，但由于第次传输的数据位宽是16位，所以每个bank的空量是 16 Mbit ,总共有4个bank ，所以就有64Bbit的容量，换成字节单位就是8M字节。


初始化：

上电后，等到VDD和VDDQ稳定后并且CKE设为高电平时。

1.将SDRAM的一些特性写入配置寄存中，如，同步时间 ，列数，行数，CAS延时等，还有需要将数据线宽度写入模式寄存器，这个数据宽度是要根据实妹的硬件接口宽度的。

2.  等待一个最少200us 的延时，这个根据不同的SDRAM可能不同

3.  向SDRAM 发一个NOP命令:应用程序需要把模式模式寄存器写为模式1并写一个数到任意地址

4. 设置所有Bank 预冲电(precharge):应用程序需要将模式寄存器设置为模式2并下任意地址写入数据，可能需要延时.

     实际上，预充电是一种对工作行中所有存储体进行数据重写，并对行地址进行复位，同时释放S-SMP(重新加入比较电压，一般是电容电压的1/2，以有助于判断读取数据的逻辑电平，，S-AMP是通过一个参考电压与存储体的电压比较来判断逻辑值的)，以用来准备新的工作。

5. 自动刷新(auto refresh). 提供8个自动刷新时序。将模式寄存器切换到 第四种方式，并向任意地址写一个数据，重复8次。

    刷新说明，因为SDRAM需要不断的进行刷新，所在称作为动态内存-DRAM，刷新操作有两种，一种是Auto Reresh，简称AR,另一种是Self Refresh ,简称是SR,但不管是哪种刷新方法，都不需要外部提供行地址住处，因为他们都是内部的自动操作。结于AR,SDRAM有一个行地址生成器（也称亻刷新计数器）用来自动依次生成行地址。由于刷新是针对一行中所有存储单无际是行的，所以无需列寻址，或都说CAS在RAS之前，所以AR在有的地方叫作 CBR（意思是CAS Before RAS）式刷新。

      刷新时间，目前公认的标准是，存储单元中电容的数据有效保存上限是64ms(1000ms = 1 s),也就是说每一行新的循环周期是64ms,我们在有的内存上看这样样的参数4096 Refresh Cycles/64ms之类的信息，从中可以看出，这个内存的行是  

 12行，相当于每一行就行地址的扫描时间是64ms / 4096 = 15.625us(1000us = 1ms)。

 

6. 设置CAS延时与突发长度。数据将模式寄存器设置为第三种模式,然后向写入任意数据。

     空发时间Burst  Length :空发长度是什么呢，如果突发长度(BL)为4，那就是每次传输的的是4 X W(数据宽度)的数据，这样就可能造成第二笔数据是不需要的，这就引入了数据掩码(DQM)技术，通过DQM，，内存可以控制I/O数据取消哪些输出或输入的数据。 

7,设置为正常工作模式，然后向SDRAM写入任意

8.将刷新率写入SDRAM的刷新计数器中，刷新率=刷新周期之间的延迟。

以上初始化的基于MCU是at91sram7se,SDRAM是HY57V641620XXX   

内存颗粒识别

　　看看如今CPU的发展，频率一再冲高，二级缓存也一路飙升。但是CPU速度越来越快，是不是整个系统的性能提升了吗？当然不是！如果把整个系统 比喻成一个木水桶，它性能就好比是水桶的盛水量，那系统的各个配件就是组成水桶的木板。如果其中一片木板短了一截，整个水桶的盛水量就会跟着降下来。换言 之，要使整个电脑系统的每个配件都发挥全部功效，那就要求配件之间不存在所谓的“瓶劲”。在众多的瓶劲中，内存方面的瓶劲尤为突出。如何挑选适合自己的内 存条，成为很多DIYer们考虑的重要问题。

　　首先，你要了解自己的CPU到底是个什么“样子”。这里的样子就是CPU自己的带宽大小。比如说P43.0c的外频是200MHz，前端总线频 率高达800MHz，而它提供的前端总线带宽是64位总线位宽×200 MHz系统外频×4倍/8=6400MB/s。要让系统不会出现瓶劲，那我们就要让内存的带宽也要达到6400MB/s。如果是在以前，这在技术上根本就 不可能，不过电脑厂商们从另外一个方面解决了这个问题，那就是内存的双通道DDR技术！所谓双通道，它是相对于以前的单通道来说的。在单通道时代，无论你 插上几根内存条，内存总带宽就是单条内存的带宽，就算是现在，除了I850E支持的Rambus PC1066规范外，根本没有内存可以满足处理器的需要。而双通道DDR技术，是一种可以让2条DDR内存共同使用，数据并行传输的技术。双通道DDR技 术的优势在于，它可以让内存带宽在原来的基础上增加一倍，这对于P4处理器来说，可谓最佳搭配。不过要说明一点，双通道DDR技术并不只是针对P4的超线 程技术而言的。就拿FSB533MHz的P4处理器来说，其本身带宽达到4.3G/s，而一条DDR333的带宽仅仅有2.7G/s，就算是现在当红的 DDR400的带宽也就3.2G/s。所以说双通道DDR技术的出现，在很大程度上解决了CPU“好汉使不出力”的情况，使主板、CPU、内存之间的传输 速率达到更好的协调。

　　其次，对内存本身的选择，主要注意以下几个方面：

首先是内存的做工和用料。

　内存的做工和用料的好坏主要体现在PCB板质量、.布线设计是否合理、.使用的内存颗粒的质量等级和品牌自由品质控制。随着电脑芯片的频率增加， 稳定性也越来越重要，所以现在品牌内存大多采用6层板，目的就是为了设计具有完整的电源层和其他层，且完善的过滤杂波，来保证内存稳定的高速运转。而内存 颗粒的品质，一般人较难辨别，不过名牌内存条一般都会采用A级内存颗粒，质量绝对有保障，所以在这里向大家推荐买内存条的时候最好选名牌，这已经不仅仅是 钱的问题了，一不小心搞到一条差的内存条，轻侧让你身心疲惫，重则还要多花上几百块钱重新购买，真是欲哭无泪呀~~~（现在市场上主流的名牌内存 有：KINGSTONE,KINGMAX,金邦，三星金条等）

此外还要注意内存的remark！！

　　提起remark，实在是让我们这些消费者深恶痛绝。俗话说，诚信第一，但那些JS就是要摆你一道，稍微不留神就要被“黑”。本人少说也帮人装 过几十台电脑，对电脑硬件还算略知一二，去年帮一哥们装机，就遇到被JS黑内存的状况。所以一气之下，回家上网收集了一下识别内存编号的文章，在这里拿出 来给大家分享一下：

三星颗粒 

　　一、三星颗粒一般以KM开头 

　　二、内存颗粒类型：4表示DDR SDRAM 

　　三、芯片输出的数据位宽：40、80、16、32分别代表4位、8位、16位和32位 

　　四、工作电压：H=DDR SDRAM，3.3V、L=DDR SDRAM，2.5V 

　　五、内存颗粒位数：4：4Mbit、8：8 Mbit、16：16 Mbit、32：32 Mbit、64：64 Mbit、12：128 Mbit、25：256 Mbit、51：512 Mbit 

　　六、芯片容量及刷新速度：0：64m /4K [15.6μs]、1：32m/2K [15.6μs]、2：128m/8K [15.6μs]、3：64m/8K [7.8μs]、4：128m/16K [7.8μs] 

　　七、内存BANK：3：4排、4：8排

　　八、电压：混合接口LVTTL+SSTL3(3.3V)、1：SSTL2(2.5V) 

　　九、封装类型：T：66针TSOP II、B：BGA、C：微型BGA(CSP) 

　　十、工作频率：0：10ns、100MHz(200Mbps)；8：8ns、125MHz(250Mbps)；Z：7.5ns、 133MHz(266Mbps)；Y：6.7ns、150MHz(300Mbps)；6：6ns、166MHz(333Mbps)；5：5ns、 200MHz(400Mbps)

HYUNDAI

　　一、HY是现代颗粒的标志

　　二、内存颗粒类型：(57=SDRAM，5D=DDR SDRAM)； 

　　三、工作电压：空白=5V，V=3.3V,U=2.5V　 

　　四、芯片容量和刷新速率：16=16Mbits、4K Ref；64=64Mbits、8K Ref；65=64Mbits、4K Ref=128Mbits、8K Ref；129=128Mbits、4K Ref；256=256Mbits、16K Ref；257=256Mbits、8K Ref

　　五、芯片输出的数据位宽：40、80、16、32分别代表4位、8位、16位和32位 

　　六、内存BANK：1、2、3分别代表2个、4个和8个Bank，是2的幂次关系 

　　七、电压代表：1:SSTL_3、2:SSTL_2 

　　八、芯片版本：可以为空白或A、B、C、D等字母，越往后代表内核越新 

　　九、功耗：L=低功耗芯片，空白=普通芯片 

　　十、封装类型：JC=400mil SOJ，TC=400mil TSOP-Ⅱ，TD=13mm TSOP-Ⅱ，T TG=16mm TSOP-Ⅱ　　

　　十一、工作频率：55 :183MHZ、5 :200MHZ、45 :222MHZ、43 :233MHZ、4 :250MHZ、33 :300NHZ、L :DDR200、H :DDR266B、K :DDR266A

Micron（美光）

　　一、 MT是代表Micron的产品 

　　二、内存颗粒类型：48=SDRAM、4=DRAM、46=DDR SDRAM、6=Rambus 

　　三、工作电压：C=5V Vcc CMOS，LC=3.3V Vdd CMOS，V=2.5V Vdd CMOS 

　　四、设备号码

　　五、内存容量：无字母=Bits，K=Kilobits（KB），M=Megabits（MB），G=Gigabits（GB） 

　　六、芯片输出的数据位宽：4、8、16、32分别代表4位、8位、16位和32位 

　　七、代表封装:TG=TSOPⅡ封装，DJ=SOJ，DW=宽型SOJ，F=54针4行FBGA，FB=60 针8*16 FBGA，FC=60针11*13 FBGA，FP=反转芯片封装，FQ=反转芯片密封，F1=62针2行FBGA，F2=84针2行FBGA，LF=90针 FBGA，LG=TQFP，R1=62针2行微型FBGA，R2=84针2行微型FBGA，U=μ BGA 

　　八、内存颗粒速度：分为四大类 DRAM SD RAMBUS DDR

　　1、DRAM 

　　-4=40ns，-5=50ns，-6=60ns，-7=70ns 

　　2、SDRAM，x32 DDR SDRAM（时钟频率 @ CL3） 

　　-15=66MHz，-12=83MHz，-10+=100MHz，-8x+=125MHz，-75+=133MHz，-7x+=143MHz，- 65=150MHz，-6=167MHz，-55=183MHz，-5=200MHz 

　　3、DDR SDRAM（x4，x8，x16）时钟频率 @ CL=2.5 

　　-8+=125MHz，-75+=133MHz，-7+=143MHz 

　　4、Rambus（时钟频率） 

　　-4D=400MHz 40ns，-4C=400MHz 45ns，-4B=400MHz 50ns，-3C=356MHz 45ns，-3B=356MHz 50ns，-3M=300MHz 53ns 

+的含义 

　　-8E支持PC66和PC100（CL2和CL3） 

　　-75支持PC66、PC100（CL2和CL3）、PC133（CL=3） 

　　-7支持PC66、PC100（CL2和CL3）、PC133（CL2和CL3） 

　　-7E支持PC66、PC100（CL2和CL3）、PC133（CL2+和CL3） 

　　-8支持PC200（CL2） 

　　-75支持PC200（CL2）和PC266B（CL=2.5） 

　　-7支持PC200（CL2），PC266B（CL2），PC266A（CL=2.5）。 

　　九、功耗：L=低耗，blank=普通

WINBOND（华邦）

　　一、W表示内存颗粒是Winbond生产 

　　二、内存类型：98为SDRAM，94为DDR RAM　 

　　三、内存的版本号：常见的版本号为B和H； 

　　四、封装类型，H为TSOP封装，B为BGA封装，D为LQFP封装 

　　五、工作时钟频率:0：10ns、100MHz；8：8ns、125MHz；Z：7.5ns、133MHz；Y：6.7ns、 150MHz；6：6ns、166MHz；5：5ns、200MHz 

　　但现今有一部分内存条在内存颗粒表面覆盖上了散热金属片，那这就看不到颗粒上的编码。这时候我们可以用一款内存检测软件来识别，他就是最近走红的AIDA。通过它我们可以轻易地看到内存的真面目。

　　最后，内存品牌并不是代表内存颗粒的品牌，这一点要十分注意。不是说散装HY内存颗粒的内存条就是HY原厂内存， 那些往往就是一些散户加工而成，质量总的来说没什么保障。同样的，作为世界第一大内存生产厂商的Kingston，其使用的内存颗粒确是五花八门，既有 Kingston自己颗粒的产品，更多的则是现代（Hynix）、华邦（Winbond）、三星（Samsung）、南亚（Nanya）、英飞凌 （Infinoen）、美光（Micron）等等众多厂商的内存颗粒。JS的骗人手法天天在变，所以我们也要用知识武装自己，买之前一定要先了解清楚，务 必打赢每一次DIY商战