FPGA学习笔记_SDRAM_概述

FPGA学习笔记

SDRAM概述

1. SDRAM简介
2. SDRAM 存取原理
3. SDRAM 特性

1. SDRAM简介

SDRAM ,同步动态随机存储器(Synchronous Dynamic Random Access Memory)

  • 同步是指其时钟频率与对应控制器(CPU/FPGA)的系统时钟频率相同,内部命 令的发送与数据传输都是以该时钟为基准
  • 动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失;
  • 随机指数据的读取和写入可以随机指定地址,而不是必须按照严格的线性次序变化

SDRAM 可以最多做到 64M 字节(512Mbit),适合需要大量存储数据的场合。

2. SDRAM 存取原理

SDRAM 使用电容的电荷存储特性存储数据。存储单元主要由行列选通三极管,存储电容,刷新放大器组成。

首先需要打开行地址,等待tRCD,然后打开列地址,等待tCL,则电容的电平状态就能呈现在数据线(data_bit)上,即实现了读取。 或者,数据线上的电平值被送到电容上,从而实现写入数据。
FPGA学习笔记_SDRAM_概述_第1张图片

tRCD(ACTIVE-to-READ or WRITE delay):从打开行地址到可以打开列地址进 行数据读/写的时间间隔。
tCL,CL = CAS (READ) latency:当列地址被打开后,数据并不是立即出现在最终的数据总线引脚上,而是有若干个时钟 的延迟,这个延迟叫做列选通潜伏期。

  • SDRAM 内部存储矩阵简化模型

FPGA学习笔记_SDRAM_概述_第2张图片

进行数据读写时,打开一个确定的行和列,就能唯一确定一个存储单元。

  • SDRAM 器件功能框图·
    FPGA学习笔记_SDRAM_概述_第3张图片
  • SDRAM 器件管脚描述
    FPGA学习笔记_SDRAM_概述_第4张图片

3. SDRAM 特性

  1. 工作在 3.3V 的电压下,所有信号都在时钟信号的上升沿被寄存

  2. 有四个 Bank 的动态刷新存储器,256Mbit = 4* 64Mbits;

    SDRAM 的数据位宽为 4bit,8192 行 X 2048 列;
    SDRAM 的数据位宽为 8bit,8192 行 X 1024 列;
    SDRAM 的数据位宽为 16bit,8192 行 X 512 列;

  3. 读写是以突发的方式进行。以一个激活命令(包含打开行地址)开始,然后跟随一个读或写命令。伴随着激活命令,A0-A12:期望获取位置的行地址,BA0 和 BA1:期望获取位置的 Bank 地址。伴随着读/写命令,A0—A8:期望获取位置的列地址的首地址。

  4. 通过命令控制。命令是由 CS_N、RAS_N、CAS_N、WE_N 这四个控制信号组合成的不同状态来表示,地址总线 ADDR 和 DQM 总线作为辅助信号,提供与命令相对应的地址(设置模式寄存器)或参数(读写命令)。
    FPGA学习笔记_SDRAM_概述_第5张图片


参考资料:

  1. 《FPGA系统设计与验证实战指南》
  2. MT48LC16M16A2_Micron 数据表

【注】:个人学习笔记,如有错误,望不吝赐教,这厢有礼了~~~


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