CPLD实现的SDRAM控制器:Verilog设计与源码

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"基于Verilog语言实现的SDRAM控制器设计,包含源代码,适用于FPGA项目。" 在现代电子系统设计中,同步动态随机访问存储器(SDRAM)因其高速度、大容量和低成本,被广泛应用于数据缓存和存储。在微处理器如STM系列、ARM系列、STC系列或数字信号处理器(DSP)等外部扩展存储时,SDRAM控制器扮演着至关重要的角色。由于SDRAM的读写操作时序复杂,通常需要专门的控制器来管理其操作。 Verilog是一种硬件描述语言,常用于数字电路设计,包括FPGA(现场可编程门阵列)的开发。本设计利用Verilog语言实现了SDRAM控制器,该控制器能够与CPLD(复杂可编程逻辑器件)配合,简化主机对SDRAM的读写控制,从而减轻微处理器的负担,提高系统性能。 设计SDRAM控制器时,首先需要理解SDRAM的工作原理。SDRAM内部由多个存储体组成,每个存储体都有独立的数据线和地址线。通过行地址选通(RAS)、列地址选通(CAS)和片选(CS)信号,以及读写命令来访问存储单元。此外,SDRAM还采用预充电机制来保持数据的完整性,因此控制器必须精确地控制这些信号以满足严格的时序要求。 在Verilog设计中,首先定义模块接口,包括SDRAM的地址、数据、控制信号以及与微处理器的接口。然后,根据SDRAM的时序特性编写状态机,管理控制器的读写操作。状态机通常包括初始化、预充电、行地址选通、列地址选通、数据传输等状态,确保操作正确无误。 在软件方面,使用像QuartusⅡ这样的EDA工具,将Verilog代码编译并综合,生成适合目标FPGA的配置文件。在硬件层面,需要进行功能仿真和时序仿真,验证控制器是否能在预期的时钟速度下正确工作。一旦设计通过验证,可以下载到CPLD中,与微处理器系统进行实际联调,确保在真实环境中也能正常运行。 关键词:SDRAM、控制器、Verilog、FPGA、CPLD、接口设计、QuartusⅡ、硬件描述语言、状态机、时序仿真。
2021-08-25 上传
FPGA读写SDRAM page实验完整Verilog逻辑源码Quartus工程文件, Quartus软件版本11.0, FPGA型号为CYCLONE4E系列中的EP4CE6E22C8,可以做为你的学习设计参考。 // synopsys translate_off `timescale 1 ns/ 1 ps // synopsys translate_on module sdram_top( clk, sdram_100mhz, reset_n, sdram_bank_addr, write_data, read_data, read_req, write_req, rw_ack, bus_signal, init_done, sdram_clk, sdram_data, sdram_command, sdram_address, sdram_dqm ); // 系统信号 input clk; //100M系统时钟 input sdram_100mhz; //100Msdram时钟 input reset_n; //复位信号,低电平有效 // 内部信号 input [21:0] sdram_bank_addr; //读写SDRAM的地址 input [15:0] write_data; //写如sdram的数据 output [15:0] read_data; //从sdram读出的数据 input read_req; //读数据请求信号 input write_req; //写数据请求信号 output rw_ack; //读写应答信号 output bus_signal; //忙信号 output init_done; //初始化完成信号,输出,高电平有效 // SDRAM接口信号 output sdram_clk; //sdram时钟信号 inout [15:0] sdram_data; //sdram读写数据 output [4:0] sdram_command; //cke、cs_n、ras、cas_n、we_n,SDRAM指令信号 output [13:0] sdram_address; //[13:12]BA , [11:0]Addr,SDRAM地址信号 output [1:0] sdram_dqm; //SDRAM数据掩码 //连接线 wire init_start; //初始化开始信号,高电平有效 wire [4:0] sdram_init_command; //cke、cs_n、ras、cas_n、we_n,SDRAM指令信号 wire [4:0] sdram_rw_command; //cke、cs_n、ras、cas_n、we_n,SDRAM指令信号 wire