SDRAM的(de)硬(yìng)件(jiàn)解(jiě)读(dú)（个(gè)人(rén)總(zǒng)結版）

本(běn)文(wén)为(wèi)明(míng)德揚原創文(wén)章(zhāng)，轉(zhuǎn)载請注明(míng)出(chū)处！作者(zhě)：张(zhāng)先(xiān)生(shēng)

在(zài)FPGA中(zhōng)我(wǒ)们(men)經(jīng)常会(huì)用(yòng)到(dào)SDRAM做數據(jù)緩存，比如(rú)我(wǒ)们(men)收(shōu)到(dào)一(yī)副图(tú)像时(shí)，由(yóu)于(yú)FPGA的(de)內(nèi)部(bù)的(de)RAM不(bù)够，此(cǐ)时(shí)我(wǒ)们(men)就(jiù)可(kě)以(yǐ)将數據(jù)存在(zài)SDRAM里(lǐ)面(miàn)，等到(dào)我(wǒ)们(men)需要(yào)用(yòng)的(de)时(shí)候再從SDRAM里(lǐ)面(miàn)把图(tú)像取(qǔ)出(chū)来(lái)進(jìn)行顯示；那(nà)麼(me)今天(tiān)我(wǒ)们(men)就(jiù)对(duì)SDRAM的(de)硬(yìng)件(jiàn)進(jìn)行講解(jiě)，先(xiān)不(bù)解(jiě)釋SDRAM的(de)原理，这(zhè)里(lǐ)我(wǒ)们(men)来(lái)循序漸進(jìn)的(de)学習如(rú)何使用(yòng)SDRAM。

一(yī)、SDRAM管(guǎn)脚解(jiě)釋

首先(xiān)对(duì)SDRAM進(jìn)行硬(yìng)件(jiàn)電(diàn)路(lù)上(shàng)的(de)分(fēn)析，我(wǒ)们(men)要(yào)弄明(míng)白的(de)SDRAM的(de)各(gè)个(gè)管(guǎn)脚都表(biǎo)示什麼(me)意(yì)思(sī)，下(xià)图(tú)是(shì)某个(gè)芯片(piàn)SDRAM的(de)管(guǎn)脚图(tú)。

1.VDD、VDDQ、VSS、VSSQ

電(diàn)源VDD和(hé)VDDQ这(zhè)里(lǐ)就(jiù)不(bù)过(guò)多(duō)解(jiě)釋了(le)，至(zhì)于(yú)供電(diàn)電(diàn)壓是(shì)多(duō)少(shǎo)，可(kě)以(yǐ)具體(tǐ)去(qù)查看(kàn)一(yī)下(xià)電(diàn)路(lù)原理图(tú)。VSS和(hé)VSSQ，一(yī)般表(biǎo)示地(dì)信(xìn)号(hào)，連(lián)接電(diàn)路(lù)板的(de)地(dì)。

2. A0------A10、DQ0----DQ15

着重(zhòng)要(yào)注意(yì)的(de)是(shì)A0------A10以(yǐ)及(jí)DQ0----DQ15，我(wǒ)们(men)首先(xiān)来(lái)弄明(míng)白这(zhè)两(liǎng)組信(xìn)号(hào)。A0----A10表(biǎo)示的(de)地(dì)址線(xiàn)，DQ0-----DQ15表(biǎo)示的(de)數據(jù)線(xiàn)，我(wǒ)们(men)想(xiǎng)一(yī)下(xià)，假設我(wǒ)们(men)要(yào)存一(yī)段(duàn)數據(jù)，肯定(dìng)是(shì)把數據(jù)（DQ組的(de)信(xìn)号(hào)）存在(zài)某一(yī)个(gè)地(dì)方(fāng)（A0到(dào)A10）。比如(rú)说(shuō)我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)把一(yī)組數據(jù)“0x0001  0x0002  0x0003  0x0004  0x0005  0x0006  0x0007  0x0008”依次(cì)存在(zài)SDRAM的(de)地(dì)址“0  1  2  3  4   5  6  7 ”里(lǐ)面(miàn)，當你要(yào)取(qǔ)數據(jù)的(de)时(shí)候把“0  1  2  3  4  5  6   7 ”里(lǐ)面(miàn)的(de)數據(jù)读(dú)出(chū)来(lái)即可(kě)。

3.clk

用(yòng)一(yī)个(gè)生(shēng)活中(zhōng)用(yòng)到(dào)的(de)知識来(lái)理解(jiě)，我(wǒ)们(men)平常都会(huì)去(qù)買(mǎi)電(diàn)腦，買(mǎi)電(diàn)腦的(de)时(shí)候我(wǒ)们(men)会(huì)關(guān)注一(yī)个(gè)指标(biāo)，CPU的(de)頻率是(shì)多(duō)少(shǎo)；同(tóng)理的(de)，SDRAM里(lǐ)面(miàn)也(yě)是(shì)要(yào)有(yǒu)时(shí)鐘(zhōng)才能(néng)運行的(de)嘛，那(nà)麼(me)这(zhè)个(gè)时(shí)鐘(zhōng)要(yào)選取(qǔ)多(duō)少(shǎo)合适呢，我(wǒ)们(men)一(yī)般要(yào)給(gěi)它(tā)多(duō)少(shǎo)頻率呢？？？200M ？？？100M？？？不(bù)賣(mài)關(guān)子了(le)，这(zhè)个(gè)指标(biāo)一(yī)般數據(jù)手(shǒu)册上(shàng)都有(yǒu)，但是(shì)數據(jù)手(shǒu)册上(shàng)一(yī)般标(biāo)的(de)是(shì)最(zuì)大的(de)頻率，比如(rú)说(shuō)133MHz，那(nà)麼(me)當我(wǒ)们(men)給(gěi)SDRAM的(de)时(shí)鐘(zhōng)頻率比手(shǒu)册上(shàng)的(de)标(biāo)的(de)最(zuì)大的(de)頻率小的(de)时(shí)候，如(rú)125MHz就(jiù)是(shì)可(kě)以(yǐ)運行的(de)。

4. BA0、BA1

BA0和(hé)BA1这(zhè)两(liǎng)个(gè)是(shì)Bank。不(bù)要(yào)懼怕bank是(shì)什麼(me)，也(yě)沒(méi)必要(yào)理解(jiě)bank是(shì)什麼(me)意(yì)思(sī)，因(yīn)为(wèi)我(wǒ)们(men)也(yě)不(bù)是(shì)設計(jì)SDRAM芯片(piàn)的(de)，我(wǒ)们(men)只(zhī)是(shì)運用(yòng)SDRAM芯片(piàn)的(de)。什麼(me)是(shì)bank，通(tòng)俗的(de)講，就(jiù)是(shì)SDRAM芯片(piàn)里(lǐ)面(miàn)有(yǒu)多(duō)少(shǎo)个(gè)小块(kuài)，BA0和(hé)BA1共(gòng)有(yǒu)4个(gè)小块(kuài)，很簡單嘛2的(de)2次(cì)方(fāng)，假如(rú)说(shuō)别的(de)SDRAM里(lǐ)面(miàn)有(yǒu)3个(gè)BA管(guǎn)脚，那(nà)麼(me)就(jiù)是(shì)有(yǒu)2的(de)3次(cì)方(fāng)等于(yú)8个(gè)小块(kuài)。它(tā)的(de)作用(yòng)说(shuō)白了(le)就(jiù)是(shì)BA組（bank）信(xìn)号(hào)和(hé)A0---A10(地(dì)址組信(xìn)号(hào))的(de)組合組成(chéng)了(le)SDRAM的(de)總(zǒng)的(de)地(dì)址。

5. DQM

假設你是(shì)一(yī)个(gè)很细(xì)心(xīn)的(de)人(rén)你会(huì)發(fà)現(xiàn)DQ（數據(jù)組）的(de)信(xìn)号(hào)有(yǒu)16根(gēn)，也(yě)就(jiù)是(shì)说(shuō)两(liǎng)个(gè)字(zì)节(jié)，但是(shì)有(yǒu)沒(méi)有(yǒu)这(zhè)樣(yàng)一(yī)種(zhǒng)情(qíng)況，我(wǒ)们(men)還(huán)剩一(yī)个(gè)單字(zì)节(jié)的(de)數據(jù)的(de)时(shí)候怎麼(me)到(dào)SDRAM，籌不(bù)够两(liǎng)个(gè)字(zì)节(jié)啊。这(zhè)时(shí)DQM信(xìn)号(hào)就(jiù)體(tǐ)現(xiàn)出(chū)它(tā)的(de)作用(yòng)了(le)，當給(gěi)DQM的(de)高(gāo)位为(wèi)1，就(jiù)表(biǎo)示存進(jìn)SDRAM里(lǐ)面(miàn)的(de)數據(jù)高(gāo)字(zì)节(jié)无效；同(tóng)理低位为(wèi)1，表(biǎo)示那(nà)麼(me)存進(jìn)SDRAM的(de)低字(zì)节(jié)无效，说(shuō)白了(le)就(jiù)是(shì)數據(jù)屏蔽位。

6.CS

CS为(wèi)片(piàn)選，你的(de)FPGA里(lǐ)面(miàn)有(yǒu)可(kě)能(néng)挂着不(bù)止1片(piàn)SDRAM，这(zhè)时(shí)你要(yào)操作哪一(yī)个(gè)SDRAM那(nà)就(jiù)選中(zhōng)它(tā)，就(jiù)是(shì)这(zhè)麼(me)容易理解(jiě)。

7. WE、CAS、RAS、CKE

WE、CAS、RAS、CKE它(tā)们(men)四(sì)个(gè)組合成(chéng)了(le)一(yī)个(gè)命令的(de)控制，为(wèi)什麼(me)要(yào)用(yòng)命令，我(wǒ)们(men)一(yī)起来(lái)思(sī)考下(xià)。SDRAM只(zhī)是(shì)一(yī)片(piàn)芯片(piàn)，它(tā)不(bù)可(kě)能(néng)知道(dào)我(wǒ)们(men)人(rén)的(de)思(sī)想(xiǎng)，也(yě)不(bù)知道(dào)我(wǒ)们(men)是(shì)要(yào)对(duì)它(tā)写還(huán)是(shì)要(yào)对(duì)它(tā)读(dú)。我(wǒ)们(men)写驅動(dòng)的(de)时(shí)候是(shì)不(bù)是(shì)要(yào)告訴我(wǒ)要(yào)往你SDRAM里(lǐ)面(miàn)写數據(jù)了(le)，怎麼(me)告訴它(tā)？肯定(dìng)給(gěi)它(tā)一(yī)个(gè)命令指示，SDRAM只(zhī)有(yǒu)收(shōu)到(dào)命令的(de)时(shí)候它(tā)才能(néng)知道(dào)你想(xiǎng)要(yào)數據(jù)，好(hǎo)讓它(tā)準備準備。同(tóng)理當我(wǒ)们(men)要(yào)從SDRAM里(lǐ)面(miàn)读(dú)數據(jù)的(de)时(shí)候肯定(dìng)也(yě)要(yào)給(gěi)它(tā)命令，讓SDRAM知道(dào)我(wǒ)们(men)要(yào)读(dú)數據(jù)，这(zhè)就(jiù)是(shì)我(wǒ)们(men)的(de)命令的(de)作用(yòng)了(le)。那(nà)麼(me)你有(yǒu)可(kě)能(néng)会(huì)有(yǒu)个(gè)疑問(wèn)，SDRAM不(bù)就(jiù)是(shì)有(yǒu)写命令和(hé)读(dú)命令就(jiù)行了(le)，为(wèi)什麼(me)要(yào)这(zhè)麼(me)多(duō)根(gēn)線(xiàn)組成(chéng)呢？其实不(bù)是(shì)，SDRAM里(lǐ)面(miàn)的(de)命令有(yǒu)很多(duō)，具體(tǐ)的(de)我(wǒ)们(men)可(kě)以(yǐ)去(qù)查看(kàn)收(shōu)據(jù)手(shǒu)册里(lǐ)面(miàn)的(de)命令表(biǎo)学習。

二(èr)、原理图(tú)和(hé)PCB

下(xià)面(miàn)我(wǒ)们(men)来(lái)講原理图(tú)和(hé)PCB。就(jiù)本(běn)人(rén)用(yòng)过(guò)的(de)，如(rú)说(shuō)明(míng)德揚使用(yòng)的(de)W9864，電(diàn)源我(wǒ)们(men)提(tí)供給(gěi)SDRAM用(yòng)電(diàn)源为(wèi)的(de)3.3V，其它(tā)的(de)什麼(me)數據(jù)線(xiàn)、地(dì)址線(xiàn)、BANK線(xiàn)、命令線(xiàn)等直(zhí)接連(lián)接到(dào)FPGA也(yě)可(kě)，但是(shì)最(zuì)好(hǎo)連(lián)接到(dào)同(tóng)一(yī)个(gè)FPGA的(de)bank。有(yǒu)可(kě)能(néng)有(yǒu)的(de)人(rén)覺得不(bù)重(zhòng)要(yào)，虽然SDRAM有(yǒu)可(kě)能(néng)是(shì)不(bù)重(zhòng)要(yào)，但是(shì)如(rú)果(guǒ)是(shì)DDR2和(hé)DDR3的(de)时(shí)候就(jiù)顯得很重(zhòng)要(yào)了(le)，DDR2和(hé)DDR3是(shì)要(yào)接到(dào)FPGA的(de)特(tè)定(dìng)的(de)管(guǎn)脚才行的(de)，不(bù)是(shì)说(shuō)我(wǒ)们(men)想(xiǎng)接到(dào)哪都可(kě)以(yǐ)，所(suǒ)以(yǐ)在(zài)画(huà)DDR2和(hé)DDR3的(de)时(shí)候要(yào)先(xiān)進(jìn)行FPGA工程的(de)編譯，先(xiān)确定(dìng)好(hǎo)管(guǎn)脚的(de)位置。

回(huí)到(dào)我(wǒ)们(men)的(de)SDRAM，刚才我(wǒ)们(men)说(shuō)的(de)SDRAM的(de)时(shí)鐘(zhōng)線(xiàn)。那(nà)麼(me)时(shí)鐘(zhōng)線(xiàn)能(néng)不(bù)能(néng)連(lián)接到(dào)FPGA的(de)普通(tòng)管(guǎn)脚？答(dá)案(àn)是(shì)可(kě)以(yǐ)的(de)，但是(shì)我(wǒ)们(men)不(bù)建議那(nà)麼(me)做，一(yī)般来(lái)说(shuō)呢，可(kě)以(yǐ)連(lián)接到(dào)FPGA的(de)某一(yī)个(gè)时(shí)鐘(zhōng)輸出(chū)管(guǎn)脚，因(yīn)为(wèi)本(běn)来(lái)輸出(chū)的(de)就(jiù)是(shì)时(shí)鐘(zhōng)信(xìn)号(hào)。

再来(lái)说(shuō)说(shuō)PCB。SDRAM的(de)对(duì)PCB的(de)要(yào)求高(gāo)不(bù)高(gāo)呢？按照數據(jù)手(shǒu)册的(de)理論一(yī)般都是(shì)要(yào)求你对(duì)SDRAM做50歐姆阻抗匹(pǐ)配和(hé)等长，有(yǒu)的(de)工程师(shī)有(yǒu)可(kě)能(néng)忘了(le)做阻抗匹(pǐ)配了(le)也(yě)沒(méi)做等长那(nà)怎麼(me)辦(bàn)，樣(yàng)板已經(jīng)回(huí)来(lái)了(le)，会(huì)不(bù)会(huì)有(yǒu)問(wèn)題(tí)呢？小平同(tóng)志有(yǒu)句(jù)話(huà)说(shuō)的(de)好(hǎo)，实踐是(shì)檢验(yàn)真(zhēn)理的(de)唯一(yī)标(biāo)準！我(wǒ)可(kě)以(yǐ)大膽(dǎn)的(de)告訴你，SDRAM哪怕忘了(le)做阻抗，問(wèn)題(tí)也(yě)是(shì)不(bù)大的(de)，最(zuì)起碼樣(yàng)板是(shì)可(kě)以(yǐ)調出(chū)来(lái)，第(dì)二(èr)版的(de)时(shí)候再做也(yě)是(shì)可(kě)以(yǐ)補救的(de)。當然我(wǒ)们(men)不(bù)是(shì)叫你不(bù)去(qù)做阻抗哦，只(zhī)是(shì)说(shuō)不(bù)做也(yě)能(néng)調試出(chū)来(lái)罷了(le)。

以(yǐ)上(shàng)就(jiù)是(shì)我(wǒ)從实踐中(zhōng)總(zǒng)結出(chū)的(de)SDRAM硬(yìng)件(jiàn)解(jiě)读(dú)，大家(jiā)可(kě)以(yǐ)在(zài)下(xià)方(fāng)留言互相学習交流！