FPGA如何配置DDR的端接电阻？

时间: 2024-05-17 22:18:55 浏览: 157

如何用FPGA实现DDR 控制

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### 如何用FPGA实现DDR 控制 #### Xilinx的DDR控制内核原理描述本文旨在探讨使用现场可编程门阵列（FPGA）来实现DDR SDRAM内存子系统的具体方法与挑战。随着数据处理需求的增长，高效地利用DDR SDRAM成为设计高性能计算系统的关键。在Xilinx的应用现场工程师大会（FAE Conference）上，Hermann Winkler发表了一篇名为《使用FPGA实现DDR SDRAM内存子系统》的文章，深入分析了这一技术领域的重要性和实施细节。 #### 知识点解析 ##### 1. 了解DDR SDRAM设备 DDR SDRAM（Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory）是一种双倍速率同步动态随机存取存储器，它可以在时钟信号的上升沿和下降沿传输数据，因此具有更高的带宽效率。理解DDR SDRAM的工作原理对于设计基于FPGA的控制器至关重要。 - **内部组织与操作**：DDR SDRAM内部由多个银行（Bank）、行（Row）和列（Column）组成。每个单元格通过地址解码器寻址。 - **定时参数**：包括读写操作的时间间隔、命令执行时间等。 - **银行、行与列的操作**：这些操作决定了数据访问的模式，例如激活某个行或列来进行读写操作。 - **DIMM模块**：双列直插式内存模块（DIMM）是用于连接DDR SDRAM芯片到主板上的标准接口形式。 ##### 2. DDR SDRAM结构图文章提供了一个DDR SDRAM的块图，展示了其主要组成部分： - **控制逻辑**：负责接收命令并将其转换为适当的信号。 - **命令解码器**：将接收到的命令进行解码，并发送到相应的模块。 - **模式寄存器**：用于配置内存的工作模式。 - **地址解码器**：用于解码行和列地址。 - **数据输入输出逻辑**：负责数据的输入和输出操作。 - **刷新计数器**：用于自动刷新操作。 ##### 3. 命令集 DDR SDRAM支持多种命令，如： - **加载模式寄存器（Load Mode Register）**：用于设置工作模式。 - **自动刷新（Auto Refresh）**：周期性地刷新存储单元以保持数据完整性。 - **预充电（Precharge）**：将所有行关闭以准备下一次访问。 - **突发终止（Burst Terminate）**：终止正在进行的数据传输。 - **写入（Write）**：向内存写入数据。 - **读取（Read）**：从内存读取数据。 - **激活（Active）**：激活某一行以准备读写操作。 - **无操作（No Operation）**：不做任何操作。 - **去选通（Deselect）**：停止当前操作。 ##### 4. 写入突发定时文章还提供了写入突发的时序图，显示了从发出“激活”命令到实际写入数据所需的最小时间间隔。关键参数包括： - **tRCD**：从“激活”命令到“写入”命令之间的延迟。 - **tRAS**：从“激活”命令到“预充电”命令之间的延迟。 - **tRP**：从“预充电”命令到下一个“激活”命令之间的延迟。 - **tDQSS**：从“写入”命令到数据稳定时间的最小值。 ##### 5. 读取突发定时类似的，文章也给出了读取突发的时序图，其中关键参数包括： - **tCL**：从“激活”命令到第一个数据有效的时间。 - **tRCD**、**tRAS**、**tRP**：与写入操作相同。 ##### 6. 主要定时参数除了上述参数外，文章还提到了其他几个重要的定时参数，例如： - **tREFC**：两次自动刷新命令之间的最小时间间隔。 - **tREFI**：平均刷新间隔。 - **tWTR**：写入命令到读取命令之间的延迟。 - **tWR**：写入恢复时间。 - **tRRD**：激活一个银行到激活另一个银行之间的最小延迟。 - **tRC**：从“激活”命令到“预充电”命令之间的最小延迟。 ##### 7. DDR DIMM模块 DDR DIMM模块遵循JEDEC标准，具有184个引脚，工作电压为2.5V，信号类型为SSTL2。根据是否包含错误校验（ECC），数据位可以是64位或72位。DIMM模块通常包含1或2个物理银行，并分为两种类型： - **无缓冲DIMM**：直接连接到内存控制器，没有额外的缓冲区。 - **注册DIMM**：包含一个寄存器，用于缓冲和重定时信号，适用于更高密度的内存配置。 #### 结论使用FPGA实现DDR SDRAM内存子系统是一个复杂的过程，涉及对DDR SDRAM内部结构、操作原理以及关键定时参数的深入理解。通过合理设计，可以充分利用DDR SDRAM的性能优势，满足现代计算系统的高带宽需求。

FPGA配置DDR的端接电阻需要考虑两个方面，即DDR3侧的参考电阻和FPGA侧的参考电阻。首先，DDR3侧的参考电阻是指在DDR3芯片中使用的电阻，用于提供输入/输出的参考电平。DDR3侧的参考电阻不同于FPGA侧的参考电阻，它们具有不同的功能和阻值。根据引用中的信息，FPGA通过配置MR1[5,1]寄存器可以产生1/N x 240阻值的Ron电阻，作为DDR的内部串行电阻。这意味着FPGA侧的参考电阻是用来调整DDR的串行信号阻抗匹配。接下来，关于RZQ电阻的配置，根据引用中提供的Intel® Quartus® Prime软件用户手册，RZQ电阻是用于DDR3的ODT（On-Die Termination，芯片内终端）电阻，用于控制DDR3总线的终端阻抗。具体配置时，需要根据DDR3芯片的要求，将合适的数量的RZQ电阻正确地连接到DDR3总线上。具体连接方式和数量可能因DDR3芯片而异，因此建议参考DDR3芯片的规格手册或厂商提供的相关资料，以确保正确配置RZQ电阻。综上所述，FPGA配置DDR的端接电阻涉及到DDR3侧的参考电阻和FPGA侧的参考电阻。DDR3侧的参考电阻用于提供输入/输出的参考电平，而FPGA侧的参考电阻用于调整DDR的串行信号阻抗匹配。此外，配置RZQ电阻需要根据DDR3芯片的要求正确连接适当数量的电阻。建议参考DDR3芯片的规格手册或厂商提供的相关资料以获取更详细的配置信息。123 #### 引用[.reference_title] - *1* *2* *3* [FPGA DDR3 终端参考电阻RZQ](https://blog.csdn.net/qq_21794157/article/details/121353888)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v93^chatsearchT3_2"}}] [.reference_item style="max-width: 100%"] [ .reference_list ]

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