DDR3 SDRAM控制器IP核的寫命令和寫數據間關系講解

1. 背景

這篇文章主要介紹了DDR3IP核的寫實現。

2. 寫命令和數據總線介紹
DDR3 SDRAM控制器IP核主要預留了兩組總線，一組可以直接綁定到DDR3 SDRAM芯片端口，一組是留給用戶端使用的，框圖如圖1所示。

如圖1 所示的中間部分為我們調取的IP 核，user FPGA Logic 為用戶端邏輯，DDR2/DDR3 SDRAM 為存儲芯片。其中IP 核與存儲芯片之間的總線大部分以ddr 作為開頭，這部分總線我們只需要在top 模板設為端口即可，無需我們控制。用戶端與IP 核之間的總線大部分以app 作為開頭，并且從用戶端輸出到IP 核的信號線需要我們產生。

在了解了大概的框架之后，下面我們首先通過以app 為開頭的總線實現對IP寫控制操作。為了更好的了解相關的參數，我們可以登錄Xilinx 官網下載UG586手冊，具體的下載地址如下所示： https://www.xilinx.com/support/documentation/ip_documentation/mig_7serie...

通過手冊我們可以了解到，為了實現寫，我們需要控制app 端的命令總線和數據總線，下面先對app 端命令總線作解釋，此處的input 和output 均現對于IP核而言。

在了解到命令端每一個信號的作用后，我們可以給出下圖2 所示的波形，其中①、②、④處的指令均不會被IP 核接收，只有③處的指令才會被IP 接收。

app 端寫數據總線中的每一根信號作用如下表所示，此處的input 和output 均現對于IP 核而言。

根據上表所描述，我們可以對app 端寫時序所用到的每一根信號有一點的了解，下面給出寫時序的波形。圖3 中所示的①、②、④處的數據均不會被寫入到IP 中，只有③處的數據才會被IP 接收。

我們對app_wdf_end 這個信號做最進一步的講解，該信號表示的是當前突發寫的最后一個數據。在A7 DDR3 控制器IP 核中，只存在突發長度為8 這種形式，因此每一次的突發均為16bit x 8 = 128bit，并且在我們調取該IP 核時，會發現DDR3 的物理層端與用戶端存在兩種速率關系，即4:1 和2:1。當選取速率比例為4:1 時app_wdf_data 為128bit，此時每一個發送的有效app_wdf_data 數據均為當前8 突發的第一個數據，同時也是最后一個數據，因此此時app_wdf_end 信號 與app_wdf_wren 信號同步；當選取速率比例為2:1 時app_wdf_data 為64bit，此時每一個發送的有效app_wdf_data 數據均為當前突發的4 個數據，因此此時app_wdf_end 信號與app_wdf_wren 信號如下圖②所示。

3. 寫命令和寫數據間關系講解
根據Xilinx UG586 手冊我們可知，寫命令和寫數據直接存在三種邏輯關系，具體示例如圖5 所示。圖中①狀態指的是命令和數據同時發送到IP 核，②狀態指的是數據提前于命令發送到IP 核，③狀態指的是命令提前于數據發送到IP 核。第①、②種情況均可穩定傳輸，但是第③種情況需要一個前提條件，即命令提前數據的時間不能超過兩個用戶端的時鐘周期。因此，為了更穩定的發送數據，建議采取第①、②種發送模式，在本講中，我們采取第②種發送方式。

編輯：hfy