【DRAM存储器八】SDRAM介绍-part2

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参考资料：《镁光SDRAM数据手册》、《PC SDRAM specification》     

目录

SDRAM基本功能介绍

命令真值表

模式寄存器

上电和初始化

NOP和DSEL

Row activate

Read

Write

Precharge

DQM

刷新

Power down

Clock Suspend

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SDRAM基本功能介绍

命令真值表

        SDRAM支持如下基础命令，通过地址/控制信号的不同高低电平组合表示不同的命令。先对这些命令有个总体认识，后面再挑几个重点进行介绍。

        如下表为同一个bank内状态跳转的操作命令，current state是当前状态，command/action是下一步动作。比如当前是read，下面可以接read、write、Precharge、BURST TERMINATE命令。

        下表为不同bank间状态跳转的操作命令：

         下表是关于CKE的操作命令：

         表中H表示高电平，L表示低电平，X表示不关注，V表示value值。

模式寄存器

        SDRAM的模式寄存器只有一个，很简单，规范写的更简单，有的比特没有写清楚，下面是从镁光256Mb SDRAM datasheet中截的图：

        Mode寄存器的值由地址线进行设置。各bit含义如下：

        Bit[2:0]：BL，突发长度。支持1、2、4、8、full page 5种突发长度。

        Bit[3]：burst传输方式，0表示顺序传输，1表示交错传输。

        Bit[6:4]：CAS潜伏期，可设置为1、2、3，单位为时钟周期tck。

        Bit[12:7]：操作模式，除了bit9之外，其他bit都是0，000000表示操作模式为突发读或突发写，000100表示操作模式为突发读或单一写。

上电和初始化

        同样以镁光256Mb SDRAM为例进行说明，上电和初始化流程如下：

        1.同时向VDD和VDDQ供电。

        2.保持CKE为低电平。

        3.提供稳定的CLK信号。

        4.在发出NOP之外的任何命令之前，至少等待100μs。

        5.从这100μs期间的某个点开始，使CKE变高。同时使用一个或多个NOP命令。

        6.执行PRECHARGE ALL命令。

        7.至少等待tRP（充电周期）时间；在此期间，必须给出NOP或DESELECT命令。所有存储体都将完成预充电，从而使设备处于所有存储体内的空闲状态。

        8.发出AUTO REFRESH命令。

        9.至少等待tRFC（自动刷新周期）时间，在此期间只允许NOP或COMMAND INHIBIT命令。

        10.发出AUTO REFRESH命令。

        11.至少等待tRFC时间，在此期间只允许NOP或COMMAND INHIBIT命令。（注意：这里应该是至少需要两个自动刷新命令，也可以比两个多，SDRAM规范文档里写的是8个，不太明白为什么这里是两个，可能器件的工艺有提升）

        12.SDRAM现在已准备好进行模式寄存器编程。由于模式寄存器将在未知状态下通电，因此在应用任何操作命令之前，应对其进行设置。使用LMR命令（load mode register，规范里此命令symbol为MRS，mode register set），对模式寄存器进行编程。编程设置后该寄存器将保留设置值，直到再次编程或设备断电。初始化时不对模式寄存器进行编程将导致可能不需要的默认设置。整个初始化器件，输出DQ应为高阻状态。

        13.至少等待tMRD时间完成模式寄存器设置，在此期间只允许NOP或DESELECT命令。

        14.芯片初始化完毕，可以支持其他有效命令的输入。

        初始化操作图如下：

NOP和DSEL

        DSEL就是Deselected，器件没有被选中，即CS#为高，这时器件忽略所有控制信号的输入。NOP即NO operation，无操作，此时CS#为低，RAS#、CAS#、WE#为高，举例来说，行激活active之后，再到列选通，中间有一个tRCD（RAS# to CAS# delay）时间的延迟，这段时间不能操作DRAM，这段时间用NOP操作。

Row activate

        初始化完成后，要想对某个存储单元进行寻址，就必须先找到并打开对应的bank和对应的行，bank地址和行地址是同时发出寻址的，所以这个过程叫行激活，也叫bank activate。如下图所示，CKE、CS#、RAS#、CAS#、WE#的高低电平组成行激活命令，DRAM在时钟CLK上升沿锁存行地址和bank地址。

        行激活有两个间隔定义：同一个bank内的不同行激活的间隔为tRC，不同bank间的行激活间隔为tRRD，tRRD要比tRC小很多，因为在同一个bank内，必须要将当前行进行预充电后才能打开另一行，而不同bank间没有这个限制，通过多bank间的interleaving操作，可以显著提升吞吐量。

Read

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Write

        下篇介绍

Precharge

        下篇介绍

DQM

        下篇介绍

刷新

        下篇介绍

Power down

        下篇介绍

Clock Suspend

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