多路讀寫(xiě)的SDRAM接口設計

（3）刷新操作

動(dòng)態(tài)存儲器（Dynamic RAM）都存在刷新問(wèn)題。這里主要采用自動(dòng)刷新方式，每隔一段時(shí)間向SDRAM發(fā)一條刷新命令。刷新過(guò)程如圖4所示。

3 接口電路的設計

（1）解復用電路

本解復用電路主要完成將1路高速數據流解復用為4路數據流，其結構框圖如圖5所示。1路數據流進(jìn)入解復用器后，經(jīng)過(guò)SDRAM緩沖，解復用為4路數據流。

由于要解復用為4路數據流，為了充分利用時(shí)隙，滿(mǎn)足高速的要求，采用4個(gè)bank的SDRAM，各路數據緩沖對應不同的bank。為簡(jiǎn)化設計，數據流1的緩沖區定為bank0，數據流2的緩沖區定為bank1，數據流3的緩沖區定為bank2數據流4的緩沖區定為bank3。對于每路數據實(shí)際上是以高速率集中寫(xiě)入，然后以低速率均勻讀出。

由于進(jìn)行的是解復用，因此寫(xiě)入的數據只有1路，但是有可能4路數據同時(shí)都要讀出。所以對于4路數據流，其讀寫(xiě)地址和讀寫(xiě)使能信號是分開(kāi)的。

（2）SDRAM接口電路的時(shí)序控制

高速數據流的速率為3M字節/秒，采用的系統時(shí)鐘為20倍的字節時(shí)鐘。送入SDRAM的時(shí)鐘為60MHz系統時(shí)鐘。在一個(gè)字節時(shí)鐘內對SDRAM的操作最多有5次（1次讀，4次寫(xiě)），而且為了滿(mǎn)足刷新的要求，每個(gè)字節時(shí)鐘進(jìn)行一次刷新操作。根據SDRAM的時(shí)序要求，這樣的操作是難以實(shí)現的。因而要通過(guò)多bank操作，盡量做到時(shí)分復用來(lái)實(shí)現。圖6給出了在一個(gè)字節時(shí)鐘周期的內數據流1進(jìn)行讀寫(xiě)操作，其它3路數據進(jìn)行讀操作的命令排序時(shí)序圖?？梢钥闯鐾ㄟ^(guò)多bank操作，時(shí)分復用，在20個(gè)系統時(shí)鐘節拍內所需的讀寫(xiě)操作命令剛好很緊湊地排開(kāi)。

一個(gè)字節時(shí)鐘內對SDRAM讀寫(xiě)操作是隨機的，這與數據流的復用比例有在。為了滿(mǎn)足時(shí)序，根據上面的說(shuō)明，需要把一個(gè)字節時(shí)鐘周期內對SDRAM的命令合理排序，然后按照排好的順序執行命令。這樣就需要把一個(gè)字節時(shí)鐘周期內對SDRAM的操作進(jìn)行緩存，然后在下一個(gè)字節時(shí)鐘周期內進(jìn)行排序、與SDRAM命令相對應、將命令譯碼產(chǎn)生相應的控制信號線(xiàn)，完成操作。緩存排序過(guò)程如圖7所示。

（3）SDRAM接口電路

SDRAM接口電路中需要專(zhuān)門(mén)操作緩沖區存儲一個(gè)字節時(shí)鐘周期內的操作，以備下一字節時(shí)鐘的排序。為了方便處理，對每路數據的緩沖操作內容（或讀或寫(xiě)）放在一個(gè)緩沖區。由于數據流的連續性，排序的同時(shí)仍然會(huì )有操作要求，因此每路的操作內容緩沖區分為兩塊。對一塊緩沖區寫(xiě)入時(shí)，讀出另一塊緩沖區中的操作內容，進(jìn)行排序、譯碼、執行。根據字節時(shí)鐘切換對緩沖區的讀寫(xiě)，從而避免沖突。對于從SDRAM讀出的數據，每路數據寫(xiě)入相應的讀出數據緩沖區。同樣每路的讀出數據緩沖區也分為兩塊，根據字節時(shí)鐘切換讀寫(xiě)。

由于一個(gè)字節時(shí)鐘周期內，每路所需的操作最多有2次，每路的操作內容緩沖區只需兩個(gè)單元（每個(gè)單元存儲了此次的讀寫(xiě)使能信號、寫(xiě)入數據、地址）即可。對于讀出數據緩沖區，由于一個(gè)字節時(shí)鐘每路數據最多執行一次讀操作，所以讀出數據緩沖區只需要一個(gè)字節。這兩類(lèi)緩沖區容量都小，因此人部用寄存器來(lái)實(shí)現，控制簡(jiǎn)單。

整個(gè)接口電路的結構框圖如圖8所示。

4 SDRAM接口的實(shí)現結果

針對MT48LC8M8A2的SDRAM，采用同步設計方法，用Verilog HDL硬件描述語(yǔ)言建立模型，接口電路已經(jīng)調試通過(guò)，規模為2100門(mén)（NAND）。整個(gè)解復用電路也已經(jīng)調試通過(guò)。