SDRAM学习笔记（二）

  上一篇博客主要讲解了一下SDRAM整体结构以及PCB方面的注意事项。接下来讲解一下需要用到的一些命令。

1.常用命令的缩写

上述是常用到的一些指令集。

2.模式寄存器

  （1）突发长度

  通过对A0~A11的控制来实现SDRAM的常用配置。首先A0~A2是突发长度的控制。突发长度的控制如下图，有突发长度1,2,4,8，还有全页长度。

  突发读写方式，突发指的是在同一行中相邻的存储单元连续进行数据传输的方式，连续传输 的周期数就是突发长度，只要指定起始列地址与突发长度，寻址与数据的读取将自动进行，只需控制好两端突发读取命令的间隔周期就能做到连续的突发传输。突发长度在模式寄存器的配置中有1.2.4.8，以及256个数据的操作模式。

  突发读写实现的是连续的读写操作，在结束完一次突发读写前，不需要进行地址的索引，但需要注意的是，这个连续的读写操作是操作的连续，不是地址的连续。

  SDRAM的读写方式，既可以通过地址的索引实现单个逻辑单元数据的读/写，也可以通过 突发连续读/写实现最多256个数据的连续操作，为了实现更高的带宽，可以采用突发连续读/写方式来实现海量数据的高速读/写。

  （2）突发类型和读写方式

  在模式寄存器配置中还可以设定SDRAM突发读写方式为顺序读写或者交错读写。

  为了实现海量数据的传输，这里选择突发读写，突发类型选择连续。

3.SDRAM初始化时序

  有严格的流程：

  板卡上电初始化---200us等待SDRAM启动（手册中至少需要100us）----所有L-BANK预充电（给所有L-BANK的电容充电，准备预刷新）-----8个预先刷新周期（手册规定至少2个周期来刷新逻辑块，在设计中一般直接给8个周期）----模式寄存器的配置（寄存器配置完毕后，输出SDRAM_init_done信号 ,标志初始化完毕）。

 

 

 

4.数据手册相关内容

  笔者之前使用过的一款SDRAM芯片，驱动时钟133MHz，CAS潜伏周期时间为3，这个参数决定了SDRAM的最高运行速率。

  总容量 = 行数 x 列数 x bank 数 x 位宽 = 1 bank单元数 x bank 数 x 位宽 ；

  DQM的位宽 = 数据宽度/8，如32bit的SDRAM，DQM[2]对应DQ[23:16].

  关于DQM的作用是起到掩膜作用，就是指定输出时候，某一段是不输出的。下图是DQM的时序图。

5.SDRAM读写时序图

    在上述模式寄存器控制中，A10控制着读写当前L-Bank自动进行预充电，再发出预充电命令之后，要经过一段时间才能允许发送RAS行有效命令打开新的工作行，这个间隔称为预充电有效周期，tRP。

    刷新

    SDRAM刷新包括自刷新（self refresh）和自动刷新（auto refresh），不论是何种方式，不用提供外部行地址信息，这是一个内部自动操作。

    预充电是对一个 或所有的L-Bank中的工作行操作，不是定期的。刷新是固定的周期，依次对所有行进行操作，以保留那些久久没经过重写的存储体中的数据。

   由于SDRAM内部是电容结构，需要不断刷新才能够保存数值，存储体中电容的数据有效保存期上限是64ms，刷新速度就是 4096/64ms。也就是64ms必须刷新完所有的行。

 

 

 

6.行有效时序图

  7.列读写  tRCD

 

 

8.tCL 数据输出延时时间

9.tWR 数据写入延时时间

10.突发长度

11.页传输

  full page （全页）突发传输是指L-Bank里的一行中所有存储单元从头至尾进行连续传输，具体的突发长度要看芯片的内容情况。

  针对芯片的页是狭义的，常用的是广义上的页。

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对于上述的方法进行总结，SDRAM的驱动方式如下：

  首先器件上电----对SDRAM进行初始化（因为内部有逻辑电路部分，状态机部分）----对SDRAM进行200us的稳定期（参数INIT_PER）----预充电，对所有的L-Bank进行预充电（预充电时间间隔tRP）----8个预先刷新周期（手册规定至少2个周期来刷新逻辑块，在设计中一般直接给8个周期，参数REF_PER）----模式寄存器的配置（行选通周期参数tRCD，由于SDRAM内部结构导致更新存储阵列需要时间---数据输出延时时间tCL---突发长度BL设置）

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