實(shí)時(shí)視頻采集系統的SDRAM控制器設計

1 SDRAM基本操作原理
SDRAM的主要操作包括初始化、讀寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)、刷新、激活、預充電等。以MICRON公司的MT48LC4M3282(1M×32 b×4 BANKS)為例，簡(jiǎn)要介紹一下SDRAM的操作。
如圖1所示，SDRAM的初始化操作過(guò)程如下：
(1)在電源管腳上電(電壓不得超過(guò)標稱(chēng)值的0．3 V)并且時(shí)鐘穩定后經(jīng)過(guò)200μs延遲，執行一次空操作命令(該命令在延遲周期的后期發(fā)出)且保持時(shí)鐘使能信號為高；
(2)對所有的BANK進(jìn)行預充電，所有的BANK都進(jìn)入空閑狀態(tài)；
(3)預充電后執行兩個(gè)自動(dòng)刷新命令，等待八個(gè)刷新周期完畢；
(4)發(fā)出模式設置命令來(lái)設置模式寄存器。由于上電后模式寄存器的狀態(tài)是不確定的，所以在進(jìn)行SDRAM操作之前一定要先設置模式寄存器。模式寄存器設置值如圖2所示。

對SDRAM的讀寫(xiě)訪(fǎng)問(wèn)先要以激活命令選擇具體的BANK和行，地址線(xiàn)BA1／BA0用來(lái)選擇BANK，A0～A11用來(lái)選擇所要訪(fǎng)問(wèn)的行；然后發(fā)出讀或寫(xiě)命令，地址線(xiàn)A0～A7用來(lái)選擇所要訪(fǎng)問(wèn)的起始列。在讀命令發(fā)出后，要等待一個(gè)CAS延遲時(shí)間，有效數據才會(huì )出現在數據總線(xiàn)上，CAS延遲時(shí)間可以設置為2或3個(gè)時(shí)鐘。在寫(xiě)命令發(fā)出后，不需要等待CAS延遲時(shí)間有效數據會(huì )立即出現在數據總線(xiàn)上。對SDRAM的讀寫(xiě)操作一般以突發(fā)模式進(jìn)行，突發(fā)長(cháng)度可以設置成1，2，4，8以及全頁(yè)，常用的長(cháng)度為8個(gè)。該系統的CAS延遲時(shí)間設置為2，突發(fā)長(cháng)度為1。
SDRAM的存儲單元可以理解為一個(gè)電容，總是傾向于放電，必須有定時(shí)的刷新周期以避免數據丟失。只要保證在64 ms時(shí)間內所有有效數據行都完成刷新就可以保證數據不丟。SDRAM提供兩種類(lèi)型的刷新模式：自動(dòng)刷新和自刷新。在該系統中，前端PAL制式信號一幀的時(shí)間為40 ms，因此SDRAM的同一地址讀寫(xiě)操作的時(shí)間相隔為40 ms。又由于系統為實(shí)時(shí)視頻采集系統，前端采集的視頻數據是連續不斷的，所以該系統不需要進(jìn)行刷新操作即可保證數據不丟。