基于FPGA的DDR2 SDRAM控制器的设计与实现

发布时间：2017-06-13 02:05

  本文关键词：基于FPGA的DDR2 SDRAM控制器的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：存储器是电子通信设备特别是计算机的重要组成部分,对整个系统起着关键性的作用。现在的存储器为了满足电子产品的多功能、高性能、低功耗的需要,不管是在容量上还是在存取速度上都有了进一步的要求。DDR2 SDRAM有读写速度快、容量大、稳定性高等优良的特性,使其在电子通信领域都有着广泛的应用。DDR2SDRAM相对于其他的同步动态随机存储器,其性价比最高。然而由于DDR2SDRAM操作繁琐,操作的过程中设计的参数众多,操作的模式种类亦复杂。为了稳定有效地对DDR2进行控制,本文设计了一个合理、简洁的DDR2 SDRAM控制器。只需简单地控制用户接口,就能实现对存储器的访问。通过仿真软件验证,本文的设计实现了基本的读写数据功能。本文首先详细分析DDR2 SDRAM的工作原理,熟悉其结构和接口信号;在此基础上,给出了DDR2 SDRAM的主要操作步骤和典型的读写时序;通过自顶向下设计方法,将整个控制器设计划分为初始化模块、读写控制模块、数据通道模块和刷新模块。其中初始化模块用于设置存储器的工作模式;读写模块用于对存储器的数据读写操作;数据通道模块完成读写数据的传输;而刷新模块负责对DDR2SDRAM定时刷新。在实现的过程中,通过状态机的形式完成了初始化模块和读写控制模块的设计;数据通道模块采用FIFO解决不同时钟域的问题。这样的设计模式,使整个系统的结构一目了然,同时也利于代码的维护和调试。最后本文搭建了仿真和验证平台,FPGA处理器采用XILINX公司提供的SPARTAN 6系列的XC6SLX75-3CFGG676器件,存储器采用Micron公司提供的型号为MT47H128M16-25的DDR2 SDRAM。利用该公司自带的ISim仿真工具,对控制器的各个操作和读写时序进行仿真,并实现了在FPGA开发板上的验证。根据给出仿真和验证结果,验证了本文设计的正确性,为后续的视频转换系统提供了良好的基础。
【关键词】：控制器 初始化 读写控制 数据通道 刷新
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP333
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 缩略语对照表11-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 课题研究的背景和意义14
• 1.2 DDR2 SDRAM及控制器的发展状况14-17
• 1.3 本文的研究内容和结构安排17-20
• 第二章 DDR2 SDRAM的基本结构和操作流程20-38
• 2.1 DDR2 SDRAM的基本结构20-24
• 2.1.1 DDR2 SDRAM的存储单元20-21
• 2.1.2 DDR2 SDRAM的外部引脚分布21-23
• 2.1.3 DDR2 SDRAM的内部结构23-24
• 2.2 DDR2 SDRAM的基本操作24-32
• 2.2.1 DDR2 SDRAM的操作原理24-29
• 2.2.2 初始化过程29
• 2.2.3 编程模式寄存器29-32
• 2.3 DDR2 SDRAM的突发模式操作32-36
• 2.3.1 突发读操作32-34
• 2.3.2 突发写操作34-35
• 2.3.3 交替读写时序35-36
• 2.4 本章小结36-38
• 第三章 DDR2 SDRAM控制器的设计与实现38-50
• 3.1 DDR2 SDRAM控制器的系统设计38-40
• 3.1.1 DDR2 SDRAM控制器的模块划分38-40
• 3.1.2 全局状态转移40
• 3.2 DDR2 SDRAM控制器的实现40-49
• 3.2.1 初始化模块的设计40-44
• 3.2.2 读写控制模块的设计44-45
• 3.2.3 数据通道模块设计45-48
• 3.2.4 刷新模块的设计48-49
• 3.3 本章小结49-50
• 第四章 DDR2 SDRAM控制器的仿真与验证50-62
• 4.1 DDR2 SDRAM控制器的功能仿真50-58
• 4.1.1 初始化模块仿真51-55
• 4.1.2 读写控制模块的仿真55-56
• 4.1.3 数据通道模块的仿真56-57
• 4.1.4 刷新模块的仿真57-58
• 4.2 Spartan_6 FPGA平台的验证58-59
• 4.2.1 Spartan_6 验证平台58-59
• 4.2.2 验证流程59
• 4.3 本章小结59-62
• 第五章 总结与展望62-64
• 5.1 本文工作总结62-63
• 5.2 今后工作展望63-64
• 参考文献64-66
• 致谢66-68
• 作者简介68-69

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李圣;DDR2 SDRAM控制器的研究与实现[D];西安电子科技大学;2011年

  本文关键词：基于FPGA的DDR2 SDRAM控制器的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：445439