08-SDRAM：汇总

前言

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正文

一、SDRAM概念

1.1 含义

SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory），同步动态随机存储器
同步：
动态：不断刷新保证数据的可靠性（电容存储电荷）
随机：

1.2 版本

1. SDR SDRAM：即常说的SDRAM，采用单端时钟信号，在时钟上升沿采样
2. DDR SDRAM
3. DDR2 SDRAM
4. DDR3 SDRAM
5. DDR4 SDRAM
   时钟信号：差分信号（抗干扰）
   采样模式：时钟上升沿和下降沿都要采样

1.3 存储阵列

SDRAM中4个区域用存储，即4个Bank

SDRAM 存储容量计算：

1. 找到芯片手册中对应的行地址、列地址的位宽，下面图中Bank的行数=13，列数=9
   
2. 假设每个存储单元可以存16bit的数据
3. 计算公式：(2^13) * (2^9) * 16 bit * 4 Bank = 256M bit （单位是bit）

1.4 芯片引脚

CLK：时钟
CKE：时钟使能，高电平时，CLK才起作用

RAS#：低电平有效，行选通信号
CAS#：低电平有效，列选通信号
这2个引脚共同使用A0-A12这13个引脚，分时复用

WE#：使能写操作、预充电
CS#：片选信号，屏蔽或使能所有的输入输出端口

SDRAM操作命令：CS#——CAS#——RAS#——WE#

BA[1:0]：Bank地址

A[12:0]：存储地址

DQ[15:0]：双向数据端口

1.5 操作命令

1.6 学习难点

主要体现在对控制时序要求很严格

1.6.1 由动态造成的难点

1.6.2 由随机造成的难点

行地址、列地址公用一个端口，分时复用

二、实验

2.1 初始化

初始化部分的代码

时序图来自镁光数据手册

波形图来自野火视频

2.1.1指令：

指令的写入只占用一个时钟周期

SDRAM初始化需要用到下面这4个指令共同完成

 parameter   P_CHARGE     =   4'b0010 , //预充电指令 AUTO_REF = 4'b0001     ,   //自动刷新指令
              NOP         =   4'b0111 , //空操作指令 M_REG_SET = 4'b0000     ;   //模式寄存器设置指令

2.1.2 地址

init_addr = {
    3'd0,1'b0,2'b00,3'b011,1'b0,3'b111};

2.2 自动刷新（保证数据不丢失）

SDRAM自动刷新代码

2.3 写操作（页突发）

写操作（页突发）代码

突发模式：不带自动充电的页突发模式

页突发的长度 ： 一行包含的存储单元的个数

2.4 读操作（页突发）

读操作（页突发）代码

突发模式：不带自动充电的页突发模式

设置潜伏期

在初始化模块部分设置的3个潜伏期

于是在读数据部分，就需要用突发长度+3来表示读数据的使用的周期

从SDRAM中读取的数据需要进行打拍，因为SDRAM的工作时钟和当前模块的系统时钟频率相同、相位不同

2.5 仲裁模块

仲裁模块代码

优先级：自动刷新>写操作>读操作

2.6 SDRAM控制模块

SDRAM控制模块代码

2.7 FIFO控制模块

FIFO控制模块代码

需要配置读写FIFO的IP核：FIFOIP核配置步骤