多端口SDRAM控制器的设计与实现

0 引 言

目前，在很多视频数据采集以及实时显示的应用开发中，常需要用到存储容量大、读写速度快的存储器。在各种存储器件中，同步动态随机存储器SDRAM 以其速度快、容量大、价格低的特点而备受关注。SDRAM 的工作频率可以达到100MHz 甚至更高，但是在其工作周期内，因为要有刷新、预充电以及寻址等必要的操作，不可能总处于数据传输状态，使得它的带宽不能达到百分之百的利用，实时显示效果因此受到影响。为此，本文在研究有关文献的基础上，根据具体情况提出了一种独特的方法，利用FPGA 的片上资源开辟了多个FIFO 作为读写缓存，实现了多端口SDRAM 控制器的设计，并用Verilog 硬件描述语言[1] 给予实现，仿真结果表明该控制器能够轮流地从多个缓存向SDRAM 进行存取，实现了高速多数据缓存，充分利用了SDRAM 的有效带宽，提高了存取速度，从而达到实时显示的要求，并且只要将该设计稍加修改，便可应用到其他需要多数据缓存的场合。

1 SDRAM 基本操作原理[2] [3]

SDRAM 的主要控制信号有：CS_N：片选使能；CAS_N：列地址选通信号；RAS_N： 行地址选通信号；WE_N：写使能信号；DQM：字节掩码信号；ADDR：地址线。以上这些信号的逻辑组合就组成了SDRAM 的主要操作命令，如表1 所示：



1.1 初始化操作

SDRAM 上电一段时间后, 经过初始化操作才可以进入正常工作过程。初始化主要完成预充电、自动刷新和模式寄存器的配置。