视频解码芯片中DDR SDRAM控制器的设计

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H.264及AVS高清视频解码中SDRAM控制器的设计与实现

ＳＡ是不切采用片外的ＳＲＭ作为解码数据的存储载体．ＤＡ
ＳＲＭ的固有性质以及高清视频解码中庞大的数ＤＡ据量．定了要实现实时解码必须最大限度的提高决ＳＲＭ的数据访问效率．这就要求设计一种可行ＤＡ
ｃｉａｓｉｄｐｎｅｔｕｉｉｅｄｃｉｇｓｎａｄＡＶ．ｈｎ＇ｎｅｅｄｎｄｏｖｄｏｅｏｎｔｄｒＳａｄａ
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ＫｅｒｓＨ．６，ｙｗｏｄ：２４ＡＶＳＳＡＭ，ｉｅｎ，ｔｔｒｃｓ，ＤＲＰｐｌｅＳａｅｆｅａｔｉｏ
度提高存储器的数据读写效率，在国内第一款能够支持中国自主音视频编码标准ＡＳ草案）并Ｖ（的解码芯片 “ 芯凤
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号” 中得到实际应用
关键词：Ｈ．４ＡＳＳＲＭ，水线，态预测２，Ｖ。ＤＡ流６状
ＳＮＮｎＹｉＨＡＧＣａＰＮｏｇＵｉ，ＥＢｎＵＮｈｏＥＧＣｎｇ，，
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基于FPGA的DDR SDRAM控制器的设计

普通本科毕业设计题目：基于FPGA的DDR SDRAM控制器的设计摘要随着半导体技术的发展，A/D采样的速率越来越高，相应需要越来越大容量的存储器。

存储器是目前数字系统中的关键部件之一，DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM，双倍数据率同步动态随机存储器)以其大容量、高速率和良好的兼容性以及低成本在计算机、消费类电子、通信等领域得到了相当广泛的应用。

DDR控制器实际上就是用户端与DDR存储器之间进行数据传输的一个桥梁，通过DDR控制器，用户端命令被转化成DDR 存储器所支持的命令格式，从而实现用户端对DDR的访问。

本文对DDR SDRAM及其控制器的结构、接口和时序进行了深入研究与分析，得出一些DDR SDRAM控制器的关键技术特性，然后基于Altera公司Cyclone II系列的FPGA芯片EP2C8Q208C8平台，利用Verilog硬件描述语言设计实现了DDR SDRAM存储控制器。

编写自动生成自加数据的模块，将自加数据写入到SDRAM中，再从SDRAM中读回，从UART 发送出去并在串口调试工具上显示。

【关键词】可编程逻辑门阵列DDR SDRAM 存储控制器通用异步收发器AbstractAlong with the development of semiconductor technology, A/D sampling rate is higher and higher, requiring more capacity of corresponding. Storage of memory is one of the crucial devices in the digital system at present, the DDR (Double Data Rate) SDRAM has many advantages for it's large capacity, high speed and the low cost, it has been used in quite a number of fields, such as the Server, the WorkStation, the Personal computer and the consumer electronics, the communication and other areas. DDR controller actually is a bridge between client and DDR memory for data transmission, through the DDR controller, client command was converted into the DDR memory which support command format, so as to realize the visit of DDR clients.The pivotal technologies of DDR SDRAM and memory controller, such as Structure, Interface and Timing are explored in this article, after a research on the main feature inside the DDR controller, several functional modules of the controller are designed out, and then based on FPGA chip Cyclone II Altera company EP2C8Q208C8 platform series used Verilog hardware description language. Write automatic generation and add data modules, with data from the data written to add SDRAM, and again read back from SDRAM, send it out from UART and display on serial port debugging tools.【Key words】FPGA; DDR SDRAM; Memory Controller; UART目录1 绪论 (2)1.1 DDR SDRAM的现状及发展趋势 (2)1.1.1 DDR内存的现状 (2)1.1.2 DDR内存的发展趋势 (3)1.2 课题研究的意义 (3)1.3 课题研究的要求 (2)1.4 本文的安排 (2)2 DDR SDRAM技术介绍 (4)2.1 DDR SDRAM的分类 (4)2.2 DDR SDRAM的基本概念 (4)2.2.1 DRAM存储原理 (5)2.2.2 DDR SDRAM的逻辑BANK与芯片位宽 (5)2.2.3 DDR SDRAM芯片容量 (5)2.2.4 DDR SDRAM内存刷新 (6)2.3 DDR SDRAM的命令 (6)2.3.1 初始化 (6)2.3.2 DDR SDRAM指令 (7)2.4 DDR SDRAM读写操作时序 (8)2.4.1 读操作时序 (8)2.4.2 写操作时序 (8)3 FPGA和Quartus II简介 (10)3.1 FPGA技术简介 (10)3.1.1 FPGA基本结构 (10)3.1.2 FPGA的基本特点 (10)3.1.3 FPGA芯片的选择 (11)3.2 Quartus Ⅱ简介 (11)3.3 Quartus II的设计流程 (11)4 系统硬件设计 (13)4.1 系统整体框架 (13)4.2 自动累加数据产生模块 (13)4.3 DDR SDRAM控制器模块 (14)4.3.1 DDR SDRAM控制器整体状态分析 (14)4.3.2 DDR SDRAM控制器总体架构 (15)4.3.3 输入/输出FIFO模块 (16)4.3.4 控制接口模块设计 (17)4.3.5 控制接口模块设计 (19)4.3.6 数据通路模块设计 (21)4.4 串口读数据模块 (23)5 系统控制器的功能验证 (26)5.1 系统控制器的功能仿真 (26)5.1.1 系统控制器Testbench设计 (26)5.1.2 系统控制器Testbench总体架构 (26)5.1.3 DDR SDRAM Controller Testbench顶层模块设计 (26)5.1.4 DDR SDRAM Controller Testbench仿真波形 (27)5.2 串口读取数据验证 (28)6 总结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1 绪论1.1 DDR SDRAM的现状及发展趋势1.1.1 DDR内存的现状目前DDR内存市场占有量非常大，尤其是近些年随着市场需求的高速增长使得加入该行业和研究该技术的人员也越来越多，DDR控制技术处于高速发展阶段。

网络处理器中的DDRSDRAM控制器的设计与实现的开题报告

网络处理器中的DDRSDRAM控制器的设计与实现的开题报告1.课题背景随着网络技术的不断发展，网络设备的处理能力和稳定性要求越来越高。

网络处理器是一类专用于网络应用的高性能处理器。

网络处理器的核心是其内置的DDR SDRAM控制器。

DDR SDRAM控制器是网络处理器内部的一个重要模块，它完成了在处理器与外部存储器之间的数据传输、存储和读取等功能。

2.研究内容和目标本项目旨在探究基于FPGA的网络处理器中DDR SDRAM控制器的设计与实现方法。

主要研究内容包括：（1）DDR SDRAM控制器的架构和原理（2）DDR SDRAM控制器的时序控制和数据传输（3）FPGA中DDR SDRAM控制器的实现方法（4）性能测试和验证研究目标是实现一个高效的DDR SDRAM控制器，能够满足网络处理器的数据传输要求，并具有较高的性能。

3.研究方法和步骤本项目将采用以下研究方法和步骤：（1）阅读相关文献，了解DDR SDRAM控制器的基本原理和FPGA 中DDR SDRAM控制器的实现方法。

（2）根据DDR SDRAM的时序和数据传输要求，设计DDR SDRAM 控制器的架构和接口。

（3）使用Verilog语言实现DDR SDRAM控制器的模块。

（4）在FPGA上进行验证和性能测试。

（5）对实现的DDR SDRAM控制器进行性能测试和优化，以达到更高的性能。

4.研究意义和预期成果本项目的意义在于探究网络处理器中DDR SDRAM控制器的设计和实现方法，并且实现一个高效的DDR SDRAM控制器。

该控制器可用于各种网络设备中，提高网络设备的运行效率和稳定性。

预期成果包括：（1）DDR SDRAM控制器的设计与实现文档（2）基于 FPGA 的网络处理器中 DDR SDRAM 控制器模块的Verilog 代码（3）DDR SDRAM 控制器在 FPGA 上的验证和性能测试报告（4）论文发表和技术报告5.存在的问题和风险存在的问题：（1）DDR SDRAM控制器的设计和实现需要充分考虑时序和数据传输的要求，因此需要仔细分析和设计。

基于FPGA的DDR3SDRAM控制器设计及实现

基于FPGA的DDR3SDRAM控制器设计及实现DDR3SDRAM是一种高速动态随机存储器，通常用于提供高性能和大容量的内存解决方案。

在本文中，将讨论基于FPGA的DDR3SDRAM控制器的设计和实现，以及其在系统中的重要性。

DDR3SDRAM控制器的设计和实现是一个复杂的任务，它涉及到对DDR3协议进行理解和实现，以及对FPGA硬件资源的有效利用。

首先，需要对DDR3协议进行详细研究。

DDR3协议定义了数据的传输和处理方式，包括时钟信号的生成和数据传输的时序管理。

DDR3协议具有高度的精确性和复杂性，因此在设计控制器时需要仔细考虑各种情况和可能的延迟，并遵循协议的要求。

其次，需要合理利用FPGA硬件资源来实现DDR3SDRAM控制器。

FPGA 通常具有丰富的逻辑资源和存储资源，因此可以很好地满足DDR3控制器的要求。

控制器的核心部分是状态机，它负责生成和管理控制信号，以确保DDR3SDRAM能够正确进行读写操作。

此外，还需要一个缓存来缓存读取或写入的数据，以补偿DDR3的读取和写入延迟。

在设计和实现过程中，还需要考虑时序分析和时序优化。

时序分析是通过对信号时序进行建模和仿真，确定各个信号之间的延迟和关系。

时序优化是通过调整时序参数或重新设计电路来减小延迟，以提高性能和稳定性。

最后，需要进行验证和测试以确保DDR3SDRAM控制器的正确性和稳定性。

验证和测试可以通过模拟器、仿真器和实际硬件测试来进行。

验证和测试过程中需要考虑各种情况和使用场景，以确保控制器在各种情况下能够正常工作。

总结起来，基于FPGA的DDR3SDRAM控制器设计和实现是一个复杂而关键的任务。

它要求对DDR3协议有深入的理解，并合理利用FPGA硬件资源。

同时，还要进行时序分析和优化，并进行验证和测试以确保控制器的正确性和稳定性。

只有经过充分的设计和测试，才能保证DDR3SDRAM在系统中的正常工作。

高清视频解码中SDRAM控制器的实现

Ｍ２２Ｇ一，片的位宽为３ｂ，３ＢＴ７每２ｉ时钟频率可达ｔ１３ｚ４ＭＨ。系统使用的ＦｌｅＡ是Ｘｌｘ公司的Ｖｒｘｉｎｉｉｅ一４ｔ
收稿日期：２００６—０９—３０
ｌ系统简介
整个视频解码系统由码流输入、ＥＧ一２解ＭＰ码、频格式转换三个模块构成。系统由码流发生视
维普资讯
２０牟第５０７期
中图分类号：Ｎ４．９；Ｐ３Ｔ９９１７Ｔ３３文献标识码：Ａ文章编号：０９５２２０）５— ０９０１０ —２５（７００８ — ３０
高清视频解码中ＳＲＭ控制器的实现ＤＡ
ＨＰｎ，ＺＵｉｇ Ⅷ ＮＧ — ａＳｂｏ，ＷＡＮＧｅｇＦｎ
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（ｈｎｙｔＣｎｅ，ｈｎｌＪａｔｎｎｖｒｉ，ｈｇ２Ｏ４，ｈｎ）ＣｉａｄＳｓｍｅｔｒｓａｇ￣ｉｏａｇＵｉｓｙＳａ￣Ｏ２ＯＣｉａｐｅｅｔｎ
系统中使用的ＳＲＭ是采用Ｍｉｏ司生产ＤＡｃｎ公ｒ１ＯＳＰ一８６封装的ＳＲＭ，体型号为Ｍ４ＬＡＤＡ具Ｔ８Ｃ－
码，采用优化读写状态机，指令和数据分离缓存，提高ＳＲＭ读写效率，终得到能满足高清视频实ＤＡ最时解码的高效ＳＲＭ控制器。ＤＡ
ＡｂｔａｔＴｅｐｐｒｉｔｄｃｓｔｅａｐｉｔｎｏＤＡｕｅｎｔｅＨｓｒｃ：ｈａｅｒｕｅｐｌａｉｆＲＭｓｄｉｈｎｏｈｃｏＳｖｄｏ幻Ｄｅ．Ｉｐｏｄｓｈｇｉｅｄｒｔｒｖｅｉｈ— ｉ

基于FPGA的DDR3SDRAM控制器设计及实现

基于FPGA的DDR3SDRAM控制器设计及实现DDR3 SDRAM是一种主流的存储器，广泛应用于计算机和嵌入式系统中。

FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，具有灵活性和可重构性。

本文将介绍基于FPGA的DDR3 SDRAM控制器的设计和实现。

DDR3SDRAM控制器的设计主要包括以下几个方面：时序控制、数据读写控制、自动预充电控制和错误检测与纠正。

时序控制是DDR3SDRAM控制器中最关键的部分之一、DDR3SDRAM需要按照特定的时序来进行读写操作。

时序控制模块需要根据DDR3SDRAM的时序要求生成相应的控制信号，包括时钟信号、时钟使能信号、写使能信号、读使能信号等。

数据读写控制是DDR3SDRAM控制器的另一个关键部分。

数据读写控制模块负责将数据从FPGA的内部总线传输到DDR3SDRAM中，或者将数据从DDR3SDRAM中传输到FPGA的内部总线中。

该模块需要处理数据的读写请求，并生成相应的控制信号，包括读写命令、地址信号、数据信号等。

自动预充电控制是DDR3SDRAM中一个重要的功能。

在进行读取或写入操作之前，DDR3SDRAM需要进行自动预充电操作，以确保正确的电荷状态。

自动预充电控制模块需要根据DDR3SDRAM的要求生成相应的预充电命令和控制信号。

错误检测与纠正是DDR3SDRAM控制器中的一个重要功能。

DDR3SDRAM中可能会发生各种错误，例如位翻转、干扰等。

错误检测与纠正模块需要对读取的数据进行校验，并根据校验结果进行错误纠正或报错处理。

在实现过程中，可以使用FPGA开发板进行验证和调试。

通过编写测试程序，可以模拟DDR3SDRAM的读写操作，并检查控制器的功能和性能。

总之，基于FPGA的DDR3SDRAM控制器设计和实现是一个复杂的任务，需要考虑多个方面的因素。

通过合理的设计和实现，可以实现高性能和可靠的DDR3SDRAM控制器，满足计算机和嵌入式系统的存储需求。

基于FPGA的SDRAM控制器的设计与实现

基于FPGA的SDRAM控制器的设计与实现引言：随着技术的发展，FPGA在数字电路设计领域得到了广泛的应用。

而SDRAM是一种常见的存储器设备，具有容量大、速度快等特点，被广泛应用于各种计算机系统中。

本文将介绍基于FPGA的SDRAM控制器的设计与实现。

设计目标：本次设计的目标是实现一个能够控制SDRAM读写操作的FPGA控制器。

通过该控制器，可以实现对SDRAM的读写操作，从而实现数据的存储与获取。

设计方案：本次设计采用Verilog语言进行RTL级的设计。

设计方案包括以下几个模块：初始化模块、控制模块、读写模块和时序控制模块。

1.初始化模块：初始化模块用于对SDRAM进行初始化配置，包括设置时钟频率、设置SDRAM的工作模式等。

在该模块中，需要配置SDRAM的控制寄存器，以便于后续的读写操作。

2.控制模块：控制模块用于接收外部的读写指令，并将其转化为SDRAM的控制信号。

该模块包括读写指令的解析、地址生成、数据缓存等功能。

通过该模块，可以实现对SDRAM的读写操作。

3.读写模块：读写模块用于控制SDRAM的读写操作。

读操作包括向SDRAM发送读指令、读地址和读请求信号，并接收SDRAM返回的读数据；写操作包括向SDRAM发送写指令、写地址和写数据，并接收SDRAM的写完成信号。

4.时序控制模块：时序控制模块用于控制SDRAM的时序，包括时钟信号的生成、读写时序的控制等。

通过该模块，可以确保SDRAM的读写操作按照正确的时序进行。

实现步骤：1.根据SDRAM的规格书，了解SDRAM的控制信号和时序要求。

2.设计并实现初始化模块，完成对SDRAM的初始化配置。

3.设计并实现控制模块，包括读写指令解析、地址生成、数据缓存等功能。

4.设计并实现读写模块，完成对SDRAM的读写操作。

5.设计并实现时序控制模块，确保SDRAM的读写操作按照正确的时序进行。

6.进行功能仿真，验证设计的正确性。

总结：通过本次设计与实现，我们成功实现了基于FPGA的SDRAM控制器。

DDR SDRAM控制器的设计及FPGA实现

的系统中，加快系统开发速度。

因此，使用可编程逻辑器件平台和硬件描述语言，针对特定的系统定制自己需要的ＤＲＳＲＭ控ＤＤＡ
制器，仅可以节省系统资源，且可以最大限度地发挥ＳＲＭ的作用，而提升系统的性能。本文不而ＤＡ从介绍了一种基于状态机的ＤＲＳＲＭ控制器的设计，出了控制器的系统结构，ＤＤＡ给总体模块顶层设计，状态机设计及仿真结果。２ＤＲＳＲＭ控制器的系统命令和结构ＤＤＡ１ＤＲＳＲＭ控制器的设计性能）ＤＤＡ可配置的数据突发长度２４８可配置的ＣＳ等待时间１５２２５３支持的ＤＲＳＲＭ命令：、、；Ａ．、、．、；ＤＤＡ设置模式寄存器（ＯＤＭＲ）自动刷新（ＵＯＲＦＥＨ）预充电（ＲＣＲＥ）激活（ＣＩＥ、ＬＡ — 、ＡＴ — ＥＲＳ、ＰＥＨＡＧ、ＡＴＶ）自动预充读（ＥＤ、ＲＡＡ）自动预充写（ＩＥ、ＷＲＴＡ）突发停止（ＵＳ —ＴＰ、ＢＲＴＳＯ）空操作（Ｏ）接口速率１０ｚＮＰ；０ＭＨ，
约系统性能的瓶颈。而ＳＲＭ是一种在外部同步时钟控制下完成数据读写的存储器，ＤＡ和一般的ＤＡＲＭ
一
样，ＤＡ需要周期性的刷新操作，问前必须先给出行列地址。其输人信号都用系统时钟的上升沿ＳＲＭ访
锁存，器件可以与系统时钟完全同步操作而不需要握手逻辑。它内嵌了一个同步控制逻辑以支持突发使

DDR+SDRAM控制器的设计与实现

万方数据万方数据万方数据第３期朱炜，刘新宁：ＤＤＲＳＤＲＡＭ控制器的设计与实现５９５到刷新请求，状态机会跳转到ＤＤＲ—ＩＮＴ—ＲＥＦ—ＰＲＥＣ状态，对ＤＤＲＳＤＲＡＭ进行全部预充电，使ＳＤＲＡＭ各个ＢＡＮＫ都处于空闲状态，然后跳转到ＤＤＲ＿ＡＵＯ＿ＲＥＦ状态，执行刷新操作，刷新完毕，自动返回ＤＤＲ—ＩＤＬＥ状态。

读写状态机按照这种设计，在各个状态间循环往复工作，可以确保对ＤＤＲＳＤＲＡＭ进行正确的操作。

图４读写状态机２．３ＤＤＲ控制器数据通道设计ＤＤＲ控制器的读写数据通道直接涉及到数据读写的稳定性，而ＤＤＲＳＤＲＡＭ的读写时序需要用到同一时钟的上升沿与下降沿，时序的正确性很难保证。

本设计对数据通道进行了优化处理，读写数据的稳定性都得到了提高。

２．３．１读数据通道图５是本文采用的ＤＤＲ读数据通道电路，ｓ＿ｒｄ—ｄａｔａ是从ＤＤＲＳＤＲＡＭ的ＩＸ：ｌ总线上读取的１６ｂｉｔ数据，我们用ｄｑｓ—ｄｅｌａｙ（延时９０。

相位后的ｄｑｓ）作为数据采样时钟，结合图１，ＤＱ在ｄｑｓ的高电平和低电平处都有数据送出，所以在ｄｑｓ—ｄｅｌａｙ的上升和下降沿都要采样数据，设计时，先用ｄｑｓ—ｄｅｌａｙ的上升沿采样ＤＱ数据，寄存在ｓ＿ｄａｔａ＿ｌ中，然后再用下降沿采样ｓ＿ｒｄ＿ｄａｔａ和ｓ＿ｄａｔａ＿ｌ，分别作为低１６位数据和高１６位数据，合并为３２位的新数据ｓ＿ｄａ—ｔａ＿ｄｄｒ，最后用系统时钟ｈｃｌｋ寄存数据，得到最终的与系统时钟ｈｅｌｋ同步的３２位数据ｏｕｔ＿ｄａｔａ。

图５读数据通道原理图２．３．２写数据通道写数据通道将系统送来的３２位数据拆分为低１６位和高１６位，送到ＤＤＲＳＤＲＡＭ的１６数据总线上。

本设计采用的方案如图５，首先将系统的３２位数据ｗｒ＿ｄａｔａ分为ｗｒ．．．ｄａｔａ＿ｌ（低１６位）和ｗｒｄａ－ｔａ＿ｈ（高１６位），送入一个２选１的ＭＵＸ，用ｈｃｌｋ作为选通信号，这就能够使得按照ｈｅｌｋ周期变化的３２位数据ｗｒ—ｄａｔａ变成按照ｈｃｌｋ一２ｘ周期变化的１６位数据，这时再用ｈｃｌｋ一２ｘ寄存ＭＵＸ出来的数据，保持数据稳定，就可以得到与ＤＱＳ边沿对齐的数据ｄｄｒ—ｗｒ．ｄａｔａ。

基于FPGA的DDR3SDRAM控制器设计与实现方法

基于FPGA的DDR3SDRAM控制器设计与实现方法DDR3 SDRAM（Double Data Rate 3 Synchronous Dynamic Random Access Memory）是一种常见的存储器类型，广泛应用于各种计算机系统中。

FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程的逻辑器件，能够根据需要重新配置电路。

在这篇文章中，我们将讨论基于FPGA的DDR3 SDRAM控制器设计与实现的方法。

一、DDR3SDRAM基本原理在设计DDR3SDRAM控制器之前，我们需要了解DDR3SDRAM的基本原理。

DDR3SDRAM的数据传输是在上升沿和下降沿两个时钟周期中进行的，每个时钟周期传输一个数据。

DDR3SDRAM支持8位或16位的数据传输，每个数据位上都有独立的读写等信号。

DDR3SDRAM的控制器需要处理以下任务：1.发送读/写命令到DDR3SDRAM。

2.发送数据到DDR3SDRAM或从DDR3SDRAM读取数据。

3.处理预充电和刷新命令。

二、DDR3SDRAM控制器设计方法下面是基于FPGA的DDR3SDRAM控制器设计的一般步骤：1.确定控制器的功能和性能要求。

这包括读/写数据宽度、时钟频率等参数。

根据这些参数来选择合适的FPGA芯片。

2.设计DDR3SDRAM控制器的主要模块。

这些模块通常包括命令生成模块、数据读写模块、预充电和刷新模块。

-命令生成模块负责生成DDR3SDRAM的读/写命令。

它接收来自外部的读/写请求，并根据DDR3SDRAM的时序要求生成相应的命令。

-数据读写模块负责与DDR3SDRAM进行数据的读写。

它包括数据缓冲区、数据读取和写入的控制逻辑。

-预充电和刷新模块负责处理预充电和刷新命令。

它根据控制器的状态和DDR3SDRAM的时序要求，生成相应的预充电和刷新命令。

3. 实现DDR3 SDRAM控制器的逻辑电路。

根据设计的模块，使用VHDL或Verilog语言编写代码，并通过综合工具生成逻辑电路。

基于FPGA的SDRAM控制器的设计与实现

基于FPGA的SDRAM控制器的设计与实现1.设计SDRAM控制器的功能：SDRAM控制器的主要功能是控制SDRAM的读写操作，包括地址、数据和控制信号的生成以及时序管理。

其次，还需要实现初始化、写入数据、读取数据等相关功能。

2.确定SDRAM的总线类型：SDRAM控制器需要根据不同的SDRAM接口类型进行设计，例如，DDR、SDR、LPDDR等。

不同的接口类型有不同的时序和数据传输方式，因此根据使用的SDRAM类型确定总线宽度、传输速率和时序约束等。

3.确定FPGA型号和资源：根据SDRAM控制器的设计规模和FPGA的资源情况选择合适的FPGA型号。

资源包括逻辑门、存储器单元、DSP片等，选择合适的型号可以满足设计要求并提高系统性能。

4.设计时序控制电路：根据SDRAM的时序要求，设计时序控制电路来实现SDRAM读写操作的同步和序列控制。

时序控制电路通常包括时钟分频模块、时钟同步模块、读写状态机和地址计数器等功能模块。

5.实现控制信号与FPGA引脚的映射：将SDRAM控制器内部产生的控制信号映射到FPGA引脚上，以便与SDRAM进行数据的传输和时钟同步。

通过FPGA引脚的选择和约束来满足SDRAM接口要求。

6.进行功能仿真和时序分析：在FPGA设计工具中进行功能仿真和时序分析，验证SDRAM控制器的设计是否满足功能要求，并检查时序约束是否满足。

7.进行硬件布局和布线：根据FPGA设计工具生成的后端文件，进行硬件布局和布线，将逻辑电路映射到FPGA芯片上，并考虑时序约束和引脚约束等因素，以满足设计要求。

8.进行SDRAM控制器的验证和调试：通过连接SDRAM和FPGA开发板，验证SDRAM控制器的读写操作是否正常，检查数据的正确性和时序的准确性。

9.进行性能优化和资源利用：根据实际需求，考虑对SDRAM控制器进行性能优化，例如增加缓存、提高数据通路宽度等。

同时，优化资源利用，减小逻辑门延迟和功耗等。

基础的SDRAM电路设计

基础的SDRAM电路设计SDRAM（Synchronous Dynamic Random-Access Memory）是一种在计算机中广泛使用的内存类型。

在进行SDRAM电路设计时，需要考虑各种因素，如时钟同步、存储单元和控制器的布局、读写操作的时序等。

一、SDRAM基本原理SDRAM采用存储在内存芯片中的电容来存储数据。

它的读写操作是基于时钟的同步操作，即根据时钟信号在特定时序下进行读取或写入。

同时，SDRAM还包含存储单元、行列选择器、行列译码器和预取队列等功能模块。

二、SDRAM电路设计的主要组成部分(1)存储单元：SDRAM存储单元由一系列存储电容组成，每个存储电容代表一个存储位。

具体的存储位置通常根据行列选择器和行列译码器来确定。

(2)行列选择器：它用来选择要读写的存储单元的位置。

行列选择器根据行地址和列地址生成控制信号，以确定需要读写的存储单元。

(3)行列译码器：它负责将外部的地址信号转换为行地址和列地址。

行列译码器可以根据地址信号的不同位数来决定行地址和列地址的位数。

(4)时钟同步电路：SDRAM读写操作需要基于时钟信号，因此需要设计一个时钟同步电路。

时钟同步电路可以实现有效的读写操作，并确保数据在正确的时刻被写入或读取。

(5)控制器：控制器是SDRAM的主要控制单元，负责整个SDRAM的读写操作。

它与处理器进行通信，接收处理器发送的存储地址和控制信号，然后将这些信号传递给存储单元、行列选择器和行列译码器等模块。

三、SDRAM电路设计的要点与注意事项(1)时序设计：SDRAM的读写操作是基于时钟同步的，因此需要准确控制时序。

时序设计包括时钟频率、读写延迟、刷新间隔等要素，需要遵循SDRAM芯片的规格书。

(2)布局设计：合理的布局可以减少信号传输时的干扰和延迟。

布局设计包括将相关模块放置在接近的物理位置，减少信号传输的距离等。

(3)电源和地引脚设计：SDRAM电路设计需要注意电源和地引脚的布置。

DDR SDRAM控制器的设计与验证的开题报告

DDR SDRAM控制器的设计与验证的开题报告一、选题背景及意义DDR SDRAM是一种广泛使用的存储器，其存取速度较高，是现代计算机系统中重要的内存组件。

而DDR SDRAM控制器则是控制DDR SDRAM进行存取操作的硬件模块。

DDR SDRAM控制器必须能够保证内存操作的正确性、时序正确、时延匹配等，才能保证计算机系统的稳定性和可靠性。

本论文选题主要围绕DDR SDRAM控制器的设计和验证展开，希望探究如何设计一个高效、可靠、稳定的DDR SDRAM控制器，并通过验证，验证其功能和性能，为DDR SDRAM控制器的设计和开发提供参考和指导，为计算机系统的发展做出贡献。

二、研究内容及方法本论文的研究内容主要包括DDR SDRAM控制器的设计和验证。

具体而言，包括以下方面：1. DDR SDRAM控制器的设计。

主要确定DDR SDRAM控制器的硬件结构、时序设计等，以满足DDR SDRAM的存取要求。

设计过程中需要考虑到DDR SDRAM的特性、内部结构等因素。

2. DDR SDRAM控制器的验证。

通过模拟验证和实际测试验证DDR SDRAM控制器的功能和性能，以确定实现的DDR SDRAM控制器是否满足DDR SDRAM的存取要求和计算机系统的稳定性要求。

在验证过程中，需要考虑到时序匹配、数据传输、错误检测等因素。

本论文的方法主要是基于Verilog HDL进行DDR SDRAM控制器的设计、Verilog仿真和测试测试验证。

通过仿真验证，可以模拟DDR SDRAM控制器的工作过程，确定其功能和性能是否达到预期。

在测试验证中，则是通过实际测试来验证DDR SDRAM控制器的性能和稳定性。

三、预期成果和意义本论文的主要预期成果是设计和实现一个高效、可靠、稳定的DDR SDRAM控制器，通过验证，验证其功能和性能，为DDR SDRAM控制器的设计和开发提供参考和指导。

本论文将探究DDR SDRAM控制器的设计原理，参数要求及实现方法，对计算机系统开发者、硬件设计工程师等人员具有一定的参考价值。

DDR2 SDRAM控制器的设计与验证的开题报告

DDR2 SDRAM控制器的设计与验证的开题报告1. 研究背景与意义随着计算机和嵌入式系统的发展，内存系统的重要性日益凸显。

DDR2 SDRAM作为高速内存芯片，广泛应用于计算机、服务器、通信等领域。

因此，设计和实现DDR2 SDRAM控制器是内存系统设计的一项重要任务。

DDR2 SDRAM控制器的设计能够提高内存系统的性能和稳定性，降低系统成本。

通过对DDR2 SDRAM控制器的研究和设计，可以深入了解DDR2 SDRAM的工作原理和时序要求，提高内存子系统的质量，提高系统的性能和可靠性。

2. 研究内容和方法本项目将研究DDR2 SDRAM控制器的设计与验证，具体包括以下内容：（1）DDR2 SDRAM工作原理研究，了解时序要求和操作方式；（2）DDR2 SDRAM控制器设计，包括时序生成和控制信号的生成；（3）DDR2 SDRAM控制器的RTL设计；（4）利用FPGA进行验证，测试DDR2 SDRAM控制器的功能和性能；（5）将DDR2 SDRAM控制器整合到嵌入式系统中，测试系统的性能。

本项目的研究方法采用文献研究、实验分析和系统设计等方法，可以使研究结果具有可靠性和实用性。

3. 研究进度与计划（1）文献调研：2021年5月-6月（2）DDR2 SDRAM控制器设计：2021年6月-8月（3）DDR2 SDRAM控制器的RTL设计：2021年8月-9月（4）FPGA验证：2021年9月-11月（5）嵌入式系统整合和测试：2021年11月-2022年1月本项目的研究进度计划如下：（1）第一年：完成文献调研、DDR2 SDRAM控制器设计和RTL设计；（2）第二年：完成FPGA验证和嵌入式系统整合和测试工作。

4. 预期研究结果本项目的预期研究结果如下：（1）设计并实现了DDR2 SDRAM控制器；（2）在FPGA平台上验证了DDR2 SDRAM控制器的功能和性能；（3）在嵌入式系统中测试了DDR2 SDRAM控制器的性能和稳定性。

高分辨率视频图像处理中SDRAM控制器的设计

高分辨率视频图像处理中SDRAM控制器的设计陈文明;刘波;章小兵;朱标;赵小珍【摘要】The design of a FPGA⁃based the SDRAM controller forhigh⁃resolution video image processing is introduced in this paper. The SDRAM operating state is set to make it works in burst mode. SDRAM is controlled The video data is accessed by using the multi⁃line continuous SDRAM memory space under the control of the video time⁃sequence signals. The real⁃time storing and reading of video data are achieved under the control of pixel clock by increasing FIFO in the interface of video data to cache one line video. By changing the relevant parameters,all resolution video stream in the standard of VESA can be opera⁃ted. It has the characteristics of versatility,low system complexity,high reliability and scalability. The image reversion function was achieved and the practicalityof the controller was verified in a particular model of airborne large⁃screen display system by SDRAM controller.% 本文介绍了一种基于FPGA的用于高分辨率视频图像处理的SDRAM控制器的设计方法。

视频解码芯片中DDR SDRAM控制器的设计

视频解码芯片中DDR SDRAM控制器的设计
刘洋;林争辉
【期刊名称】《计算机工程》
【年(卷),期】2006(32)1
【摘要】介绍了高速DDR SDRAM控制器设计以及在视频解码芯片系统中的应用.该设计将DDR控制单元和系统内部总线仲裁单元较好地整合成统一的控制器.根据DDR的工作原理和系统带宽要求,给出了DDR控制器关键部分在结构上和时序上的优化方案.同时还给出了FPGA原型验证的策略以及最后FPGA和ASIC的实现结果.
【总页数】3页(P240-241,263)
【作者】刘洋;林争辉
【作者单位】上海交通大学电子工程系,上海,200030;上海交通大学电子工程系,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】TP302
【相关文献】
1.视频解码器验证板的DDR SDRAM控制器的实现 [J], 昝春华;林涛;焦孟草;周开伦
2.FPGA的SDR/DDR3 SDRAM控制器设计 [J], 潘亮; 穆仕博; 何广亮; 袁晓垒
3.基于FPGA的DDR2_SDRAM控制器用户接口设计 [J], 韩笑;闫永立;李勇彬;马嘉莉;吴斌
4.基于FPGA的DDR2 SDRAM控制器设计 [J], 钱素琴;刘晶华
5.H.264及AVS高清视频解码中SDRAM控制器的设计与实现 [J], 孙宁;叶兵;黄晁;彭聪
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DDR SDRAM控制器的设计与实现

DDR SDRAM控制器的设计与实现
朱炜;刘新宁
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2009(032)003
【摘要】在分析DDR SDRAM基本特征的基础上,按照JEDEC DDR SDRAM规范提出了一个详细的DDR SDRAM控制器的设计方案.该方案采用Verilog HDL 硬件描述语言实现,集成到高速SoC芯片中,然后使用Synopsys VCS对该控制器进行仿真,并在Stratix-Ⅱ开发板进行了FPGA验证.在阐述该控制器设计原理的基础上,进行模块划分和具体设计,提出了高效、稳定的处理方案,最后通过仿真和FPGA验证确保了设计的正确性.
【总页数】5页(P592-595,600)
【作者】朱炜;刘新宁
【作者单位】东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心,南京,210096;东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】T343
【相关文献】
1.基于FPGA的DDR SDRAM控制器设计与实现 [J], 张楠;张佩珩;刘新春;江先阳
2.DDR SDRAM控制器数据通道的设计与实现 [J], 田毅;杨晓强;杜慧敏;韩俊刚
3.DDR SDRAM控制器的设计与实现 [J], 陈昊;孙志刚;卢泽新
4.基于FPGA的DDR3 SDRAM控制器设计与实现方法 [J], 丁培培;郑列;李宏
5.DDR2 SDRAM控制器的设计与实现 [J], 赵天云;王洪迅;郭雷;毕笃彦
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基于FPGA的DDR SDRAM控制器的设计和实现

基于FPGA的DDR SDRAM控制器的设计和实现
李东风;徐建南;李力
【期刊名称】《自动化信息》
【年(卷),期】2008(000)011
【摘要】DDR SDRAM，因其拥有较之SDRAM为两倍的数据读、写速率，已经成为存储器的主流，并得到了广泛的应用，尤其在高速、高精度、高存储深度的数据采集系统中。

本文在分析了DDR SDRAM工作原理的基础上，预先在FPGA上利用Verilog硬件描述语言设计实现了DDR SDRAM的读、写以及刷新，给出了DDR SDRAM控制器的状态转换图及结构框图，为进一步与微控制器或数字信号处理器的连接创造条件。

目前该控制器已经研制完毕，进一步还可以集成到数据采集系统中。

【总页数】3页(P31-33)
【作者】李东风;徐建南;李力
【作者单位】电子科技大学自动化工程学院,成都610054
【正文语种】中文
【中图分类】TP333
【相关文献】
1.DDR3-SDRAM控制器设计及FPGA实现 [J], 李元兵;姚远程;秦明伟
2.基于FPGA的DDR3 SDRAM控制器设计及实现 [J], 张刚;贾建超;赵龙
3.基于FPGA的DDR SDRAM控制器设计与实现 [J], 张楠;张佩珩;刘新春;江先阳
4.基于FPGA的DDR3 SDRAM控制器设计与实现方法 [J], 丁培培;郑列;李宏
5.基于FPGA的DDR3 SDRAM控制器设计及实现 [J], 韩进;张览;刘锴
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DDRSDRAM控制器的FPGA实现

DDRSDRAM控制器的FPGA实现DDR SDRAM控制器的FPGA实现摘要：ＤＤＲＳＤＲＡＭ高容量和快速度的优点使它获得了广泛的应用，但是其接口与目前广泛应用的微处理器不兼容。

介绍了一种通用的ＤＤＲＳＤＲＡＭ控制器的设计，从而使得ＤＤＲＳＤＲＡＭ能应用到微处理器中去。

关键词：ＤＤＲＳＤＲＡＭ控制器延时锁定回路ＦＰＧＡＤＤＲＳＤＲＡＭ是建立在ＳＤＲＡＭ的基础上的，但是速度和容量却有了提高。

首先，它使用了更多的先进的同步电路。

其次，它使用延时锁定回路提供一个数据滤波信号。

当数据有效时，存储器控制器可使用这个数据滤波信号精确地定位数据，每１６位输出一次，并且同步来自不同的双存储器模块的数据。

ＤＤＲＳＤＲＡＭ不需要提高时钟频率就能加倍提高ＳＤＲＡＭ的速度，因为它允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿读写数据。

至于地址和控制信号，还是跟传统的ＳＤＲＡＭ一样，在时钟的上升沿进行传输。

由于微处理器、ＤＳＰ等不能直接使用ＤＤＲＳＤＲＡＭ，所以本文介绍一种基于ＦＰＧＡ的ＤＤＲＳＤＲＡＭ控制电路。

图1 DDR SDRAM控制器逻辑图１ＤＤＲＳＤＲＡＭ控制器的设计１．１总体逻辑图ＤＤＲＳＤＲＡＭ控制器的总体逻辑图如图１所示。

主要由ＤＤＲ控制模块（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、ＤＤＲ接口模块?ｄｄｒ＿ｉｎｔｅｒｆａｃｅ?以及延时锁定回路模块（ＤＬＬ）三部分组成。

下面详细介绍各个模块的设计。

１．２ＤＤＲ控制模块的设计ＤＤＲ控制模块包含了主要的状态转换。

处理器通过ｓｙｓ＿ｃｍｄ对ＤＤＲ控制模块写入命令，完成总线仲裁、解释命令、时序分配等任务。

当ＤＤＲ接口模块对ＤＤＲＳＤＲＡＲ数据读写时便进行控制。

控制器的状态机如图２所示。

控制器开始设置在空闲（Ｉｄｌｅ）状态，接下去的状态根据控制命令的不同可以是预充电?Ｐｒｅｃｈａｒｇｅ?、导入模式寄存器?ＬｏａｄＭｏｄｅＲｅｇｉｓｔｅｒ?、刷新?Ｒｅｆｒｅｓｈ?、有效?Ａｃｔｉｖｅ?等状态。

要进入读写数据状态，必须先经过有效状态。