Virtex7上DDR3的測試例程

??這篇文章我們講一下Virtex7上DDR3的測試例程，Vivado也提供了一個DDR的example，但卻是純Verilog代碼，比較復雜，這里我們把DDR3的MIG的IP Core掛在Microblaze下，用很簡單的程序就可以進行DDR3的測試。

1. 新建工程，FPGA選型為xc7v690tffg-1761。創建Block Design，命名為Microblaze_DDR3。

2. 在bd文件中加入Mircoblaze。

3. 點擊Run Block Automation

4. 按照默認配置，確定即可。

5. 出現下面的界面。

6. 添加MIG的IP Core

7. 開始配置DDR，選擇Create Design.

8. 這一步是選擇Pin腳兼容的FPGA，我們不做選擇，直接Next。

9. 選擇DDR3.

10. ①選擇DDR的工作頻率，我們這里讓DDR3的頻率為1600MHz，所以時鐘頻率是800MHz；
    ②選擇器件，根據實際情況來選擇即可；
    ③數據位寬，也是根據板卡上的實際位寬進行選擇；
    ④默認即可。

11. 選擇AXI總線的位寬，這里我們選擇512.

12. ①選擇輸入時鐘頻率，雖然DDR的工作時鐘是800MHz（在第10步中選擇），但我們可以輸入一個低頻時鐘，然后MIG的IP Core中會倍頻到所需頻率。
    ②MIG的IP Core默認會輸出一個200MHz的時鐘，如果還需要其他的時鐘輸出，可以在這里選擇。其他選擇默認即可。

13. ①選擇輸入時鐘的方式，這里的輸入時鐘就是我們上一個頁面中的設置的200MHz的輸入時鐘，如果選擇差分或單端，則輸入通過FPGA的管腳輸入200MHz時鐘到MIG的IP Core；如果選擇No Buffer，則可以通過FPGA內部的MMCM輸出一個200MHz時鐘到MIG；這里我選擇了No Buffer；
    ②選擇參考時鐘的方式，參考時鐘頻率固定是200MHz，如果選擇如果選擇差分或單端，則輸入通過FPGA的管腳輸入200MHz時鐘到MIG的IP Core；如果選擇No Buffer，則可以通過FPGA內部的MMCM輸出一個200MHz時鐘到MIG；如果在前一個頁面中選擇了輸入時鐘頻率是200MHz，則這邊會出現一個Use System Clock的選項，因為此時兩個時鐘頻率是相同的嘛。這里我選擇了Use System Clock；
    ③設置輸入復位信號的極性，這個要特別注意，盡量選擇高有效，因為無論我們選擇高復位還是低復位，它的端口名都叫sys_rst，會讓人直觀就覺得是高復位。我第一次使用時，就沒注意到這個選項，默認為低，但在MIG的端口上看到sys_rst這個名字我以為是高有效，結果DDR一直不通。
    （備注：對于絕大多數的Xilinx的IP，如果是低有效的復位，端口名字中肯定是有N這個標志的）

14. 這個頁面不需要操作。

15. 下面開始分配管腳，我比較習慣于選第二個，無論是第一次分配還是后面再重新分配。

16. 在這一頁，可以根據原理圖一一分配管腳；如果有現成的xdc/ucf文件，可以直接通過Read XDC/UCF讀入，然后再選擇Validate驗證管腳分配是否正確。

如果Validate成功，則會提示下面的界面。

17. 如果在第13步中，選擇了差分或單端輸入，則這里會出現下面第一個圖；如果選擇了No buffer，則這里會出現第二個圖。很容易理解，如果選擇了通過外部管腳輸入時鐘，那這里就是讓選擇具體的管腳。并不是所有的MRCC或者SRCC管腳都可以選的，只能選擇跟DDR管腳同一片區域的（比如DDR放在了Bank31 32 33，那么這里的時鐘輸入管腳就不能選擇Bank15）。

如果不選擇復位信號管腳，就可以通過FPGA內部邏輯來輸入復位。

后面一路Next就完成了MIG IP Core的配置了。

18. 在bd文件中，加入AXI Interconnect、UARTLite和Interrupt（如果不加中斷模塊，Microblaze的程序跑不起來），串口用來打印信息。然后再添加各輸入輸出端口，把內部的線連接起來，如下圖所示。

但這個圖里的線太多，看著不直觀，我們把Microblaze模塊、mdm_1、rst_clk_wiz和local_memory模塊（上圖中紅框中的4個模塊）放到一個子模塊中，取名mb_min_sys，如下圖。

19. 創建頂層的top文件，并在top文件中例化bd文件?？梢园裪nit_calib_complete和mmcm_locked這兩個信號抓出來，在下載程序后，這兩個信號必須都是高，不然DDR就工作不正常，肯定是中間某個環節配置有問題。具體top.v文件內容見附錄

20. 將工程綜合、實現、生成bit文件，并導出Hardware。

21. 打開sdk，新建Application Project，并按下面的步驟依次操作。

再選擇模板為HelloWorld，最后Finish。

22. 修改helloworld.c，見附錄，重新編譯，如果提示overflowed則把lscript.ld文件中的size改大。

運行程序后，可以看到串口打印信息如下：

附錄

//top.v
`timescale1ns/1ps

moduletop
(
inputclk_n,
inputclk_p,
inputUART_rxd,
outputUART_txd,
output[15:0]ddr3_addr,
output[2:0]ddr3_ba,
outputddr3_cas_n,
output[0:0]ddr3_ck_n,
output[0:0]ddr3_ck_p,
output[0:0]ddr3_cke,
output[0:0]ddr3_cs_n,
output[7:0]ddr3_dm,
inout[63:0]ddr3_dq,
inout[7:0]ddr3_dqs_n,
inout[7:0]ddr3_dqs_p,
output[0:0]ddr3_odt,
outputddr3_ras_n,
outputddr3_reset_n,
outputddr3_we_n
);

wireaxi4_clk;
wireaxil_clk;
regaxi4_rstn;
wireaxil_rstn;
wireinit_calib_complete;
wiremmcm_locked;
wireddr_rst;

always@(posedgeaxi4_clk)
begin
axi4_rstn<=?axil_rstn;
??end?

??reg?[8:0]?cnt;
??always?@?(?posedge?axil_clk?)
??begin
??????if(~axil_rstn)
??????????cnt?<=?'d0;
??????else?if(cnt=='d256)
??????????cnt?<=?cnt?;
??????else?
??????????cnt?<=?cnt?+?1'b1;
??end?

??assign?ddr_rst?=?(cnt=='d256)?1'b0:1'b1;

??MicroBlaze_DDR3?MicroBlaze_DDR3_i
???????(.UART_rxd???????????????????(UART_rxd?????????????),
????????.UART_txd???????????????????(UART_txd?????????????),
????????.axil_clk???????????????????(axil_clk?????????????),
????????.axi4_clk???????????????????(axi4_clk?????????????),
????????.axi4_rstn??????????????????(axi4_rstn????????????),
????????.clk_in_clk_n???????????????(clk_n????????????????),
????????.clk_in_clk_p???????????????(clk_p????????????????),
????????.ddr3_addr??????????????????(ddr3_addr????????????),
????????.ddr3_ba????????????????????(ddr3_ba??????????????),
????????.ddr3_cas_n?????????????????(ddr3_cas_n???????????),
????????.ddr3_ck_n??????????????????(ddr3_ck_n????????????),
????????.ddr3_ck_p??????????????????(ddr3_ck_p????????????),
????????.ddr3_cke???????????????????(ddr3_cke?????????????),
????????.ddr3_cs_n??????????????????(ddr3_cs_n????????????),
????????.ddr3_dm????????????????????(ddr3_dm??????????????),
????????.ddr3_dq????????????????????(ddr3_dq??????????????),
????????.ddr3_dqs_n?????????????????(ddr3_dqs_n???????????),
????????.ddr3_dqs_p?????????????????(ddr3_dqs_p???????????),
????????.ddr3_odt???????????????????(ddr3_odt?????????????),
????????.ddr3_ras_n?????????????????(ddr3_ras_n???????????),
????????.ddr3_reset_n???????????????(ddr3_reset_n?????????),
????????.ddr3_we_n??????????????????(ddr3_we_n????????????),
????????.ddr_rst????????????????????(ddr_rst??????????????),
????????.init_calib_complete????????(init_calib_complete??),
????????.mmcm_locked????????????????(mmcm_locked??????????),
????????.reset??????????????????????(1'b0?????????????????),
????????.axil_rstn??????????????????(axil_rstn????????????)
??????);
endmodule

//helloworld.c
#include
#include"platform.h"
#include"xil_printf.h"


intmain()
{
init_platform();
print("-------ddr3test----------------------

");
unsignedint*DDR_MEM=(unsignedint*)XPAR_MIG_7SERIES_0_BASEADDR;
//writedatatoddr3
*DDR_MEM=0x12345678;
//readback
unsignedintvalue=*(unsignedint*)XPAR_MIG_7SERIES_0_BASEADDR;

xil_printf("value=0x%x
",value);

cleanup_platform();
return0;
}