基于EPM1240的SDRAM控制器的設計
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1．2 預充電
由于SDRAM的尋址具有獨占性，所以在進行完讀寫操作后，如果要對同一L-Bank的另一行進行尋址，就要將原來有效(工作)的行關閉，重新發(fā)送行／列地址。L-Bank關閉現(xiàn)有工作行，準備打開新行的操作就是預充電(Precharge)。預充電可以通過命令控制，也可以通過輔助設定讓芯片在每次讀寫操作之后自動進行預充電。實際上，預充電是一種對工作行中所有存儲體進行數(shù)據重寫，并對行地址進行復位，同時釋放S-AMP(重新加入比較電壓，一般是電容電壓的1／2，以幫助判斷讀取數(shù)據的邏輯電平，因為S-AMP是通過一個參考電壓與存儲體位線電壓的比較來判斷邏輯值的)，以準備新行的工作。具體而言，就是將S-AMP中的數(shù)據回寫，即使是沒有工作過的存儲體也會因行選通而使存儲電容受到干擾，所以也需要S-AMP進行讀后重寫。此時，電容的電量(或者說其產生的電壓)將是判斷邏輯狀態(tài)的依據(讀取時也需要)，為此要設定一個臨界值，一般為電容電量的1／2，超過它的為邏輯1，進行重寫，否則為邏輯0，不進行重寫(等于放電)。為此，現(xiàn)在基本都將電容的另一端接入一個指定的電壓(即1／2電容電壓)，而不是接地，以幫助重寫時的比較與判斷。
1．3 刷新
SDRAM之所以稱為同步動態(tài)隨機存儲器，就是因為它要不斷進行刷新(Refresh)才能保留住數(shù)據，因此它是SDRAM最重要的操作。刷新操作與預充電中重寫的操作一樣，都是用S-AMP先讀再寫。進行預充電操作還要進行刷新的原因：因為預充電是對一個或所有L-Bank中的工作行操作，并且是不定期的，而刷新則是有固定的周期，依次對所有行進行操作，以保留那些久久沒經歷重寫的存儲體中的數(shù)據。但與所有L-Bank預充電不同的是，這里的行是指所有L-Bank中地址相同的行，而預充電中各L-Bank中的工作行地址并不是一定是相同的。
目前公認的標準是，存儲體中電容的數(shù)據有效保存期上限是64 ms，也就是說每一行刷新的循環(huán)周期是64 ms，這樣刷新速度就是：行數(shù)量／64 ms。內存規(guī)格有4096Refresh Cyeles／64 ms或8192 Refresh Cycles／64 ms的標識，這里的4096與8192就代表這個芯片中每個L-Bank的行數(shù)。刷新命令一次對一行有效，發(fā)送間隔也是隨總行數(shù)而變化，4096行時為0．625 ps，8192行時就為7．812 5 ps。刷新操作分為兩種：自動刷新(Auto Refresh，簡稱AR)與自刷新(Self Refresh，簡稱SR)。不論是何種刷新方式，都不需要外部提供行地址信息，因為這是一個內部的自動操作。
2 系統(tǒng)硬件設計
移動SDRAM接口設計包括四個主要模塊，如圖2所示，即控制接口模塊、CAS延遲、突發(fā)長度以及地址生成器。下面對這些模塊進行簡要介紹。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/161059.htm
2．1 控制接口模塊
控制接口模塊內部是有限狀態(tài)機(Finite-State Machine，F(xiàn)SM)，有限狀態(tài)機解釋來自微處理器的輸入，把相應的命令和符合時序要求的地址發(fā)送給移動SDRAM設備，然后，移動SDRAM設備進入相應的狀態(tài)，執(zhí)行命令。
有限狀態(tài)機會綜合考慮存儲器的時序要求，以正確的順序產生各種操作指令，在發(fā)出操作指令之前，控制器首先會給出一個讀取使能信號，從數(shù)據輸入輸出緩存模塊的地址指令中讀取地址指令?？刂平涌谀K解碼并寄存主機發(fā)送的命令，把解碼后的空閑、寫、讀、刷新、充電和模式設置命令和地址信號送給命令模塊。狀態(tài)機的狀態(tài)轉換如圖3所示。
2．2 CAS延遲模塊
CAS延遲通過模式寄存器配置，CAS延遲模塊的實質是2位遞增計數(shù)器，這一計數(shù)器監(jiān)視CAS延時時鐘周期數(shù)。它表示讀命令和第一個輸出數(shù)據之間延遲的時鐘周期數(shù)，延時時鐘周期數(shù)可以是二或三個時鐘周期。圖4分別給出CAS=3時的數(shù)據輸出時序。
2位遞增計數(shù)器的輸入輸出如下：
clk是輸入的時鐘信號來自微控制器，reset輸入的異步復位信號，count_en輸入的計數(shù)使能信號，count輸出的CAS延遲數(shù)。系統(tǒng)不復位的情況下在計數(shù)使能有效時當時鐘上升沿到來CAS延遲增加。
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