内存技术是计算机科学中的核心部分，对于嵌入式系统开发者来说尤其重要。本文将基于“高手进阶，终极内存技术指南——完整_进阶版”这一资料，详细探讨SDRAM内存的相关知识点，帮助读者深入理解内存的工作原理和优化策略。 SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory）同步动态随机存取存储器是一种广泛使用的内存类型，其特点是数据读写与系统时钟同步，提高了数据传输速率。与传统的DRAM相比，SDRAM提供了更快的访问速度和更高的系统性能。 SDRAM的工作原理主要包括以下几个方面： 1. **行地址选通（Row Address Strobe, RAS）**：在内存操作开始时，行地址被选中，激活相应的行缓冲器，将整个行的数据加载到存储体的内部缓存（行缓冲区）。 2. **列地址选通（Column Address Strobe, CAS）**：在行地址选通之后，列地址被选中，从行缓冲区中提取指定列的数据到数据总线。 3. **预充电（Precharge）**：在每次读写操作后，为了准备下一次操作，需要对行进行预充电，即关闭当前行并准备打开新的行。 4. **银行（Bank）**：SDRAM为了提高并行性，通常被划分为多个独立的银行，每个银行可以独立地进行预充电和行选通操作，从而实现同时处理多个请求。 5. **时钟周期（Clock Cycle）**：SDRAM的操作依赖于系统时钟，每个时钟周期内可以执行一个完整的内存操作，如读或写。 6. **CAS延迟（CAS Latency, CL）**：从发出列地址到数据可用的时间，是衡量SDRAM性能的关键指标之一。 嵌入式系统中的内存管理往往更复杂，需要关注以下几点： 1. **内存初始化**：在系统启动时，需要对SDRAM进行初始化，包括设置模式寄存器、预充电所有银行等步骤。 2. **内存控制器**：在嵌入式系统中，内存控制器负责管理和调度对内存的访问，优化性能和功耗。 3. **刷新操作**：由于DRAM的电容特性，需要定期刷新以保持数据的完整性，SDRAM也不例外。 4. **内存带宽和颗粒大小**：选择合适的内存带宽和颗粒大小对于嵌入式系统的性能至关重要，需要根据应用需求来平衡成本和性能。 5. **电源管理**：在电池供电的嵌入式设备中，优化内存的电源管理可以显著延长设备的运行时间。 6. **错误检测与纠正**：为保证数据的可靠性，嵌入式系统中可能使用ECC（Error Correction Code）内存来检测和纠正错误。 通过深入学习“高手进阶，终极内存技术指南——完整_进阶版”，不仅可以掌握SDRAM的基本概念，还能了解到高级话题，如内存层次结构、内存仲裁策略、多通道内存以及高性能计算中的内存优化等。这份资料对于提升嵌入式开发者的内存管理技能具有极高的价值。

DDR5 JEDEC 官方标准 JESD79-5 DDR5 Spec _wrapper.pdf 的资源文件。 该文件是DDR5的JEDEC规范文档，供相关技术人员和工程师参考使用。 该文档定义了DDR5 SDRAM的规范，包括功能特性、AC和DC特性、封装形式以及引脚/信号分配等内容。文档的主要目的是定义符合JEDEC标准的8Gb至32Gb DDR5 SDRAM设备的最小要求。 该标准基于DDR4标准（JESD79-4），并结合了DDR、DDR2、DDR3和LPDDR4标准（JESD79、JESD79-2、JESD79-3和JESD209-4）的某些方面。

根据提供的文件信息，本文将详细解析SDRAM相位角计算的相关知识点，包括所需参数的获取方式、具体计算方法以及PLL参数设置等内容。 ### 一、SDRAM与FPGA概述 SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory）即同步动态随机存取存储器，是一种广泛应用于计算机系统中的内存类型。其主要特点是通过同步时钟信号实现数据访问，能够提供高速的数据传输速率。FPGA（Field-Programmable Gate Array）即现场可编程门阵列，是一种高度可编程的集成电路，常用于实现复杂的数字逻辑功能。 在FPGA设计中，正确配置SDRAM接口对于确保系统稳定性和提高性能至关重要。其中一个关键步骤就是SDRAM相位角的计算。 ### 二、SDRAM参数获取方法 #### 1. SDRAM参数获取 SDRAM的参数主要来自于其数据手册。通常，这些参数包括但不限于： - **TDS**（Input Data Setup Time）: 输入数据建立时间，即数据需要在时钟边沿之前保持稳定的时间。 - **TDH**（Input Data Hold Time）: 输入采样保持时间，即数据需要在时钟边沿之后保持稳定的时间。 - **THZ**（Output High Impedance Time）: 输出高阻时间，即输出端口由正常状态转换为高阻态的时间。 - **TOH**（Output Hold Time）: 输出保持时间，即输出数据需要在时钟边沿之后保持稳定的时间。 这些参数可以从SDRAM芯片的数据手册中获取。例如，MT48LC16M16A2型号的SDRAM，可以在数据手册中找到对应的参数值。 #### 2. FPGA参数说明 FPGA参数的获取需要进行特定的设置，以确保能够准确获取到所需的时序参数。以下是一些关键步骤： - **设置时间分析模式**：在FPGA设计工具中，需要设置使用经典时序分析（Classic Timing Analyzer），以便获取到准确的时序数据。 - **连接SDRAM接口**：根据设计需求，正确连接SDRAM接口至FPGA。需要注意的是，某些参数（如c1）可能需要预先计算得出。 - **编译获取参数**：完成设计并编译后，可以从编译报告中获取到关键参数，如TCOMAX、Tsumax、THmax等。 ### 三、SDRAM相位角计算 #### 公式计算 相位角计算基于FPGA和SDRAM的关键时序参数。计算过程中，主要关注以下几个方面： - **读滞后**（Read Skew）: Toh - THmax - **写滞后**（Write Skew）: Tclk - TCOMAX - **读超前**（Read Advance）: TCOMIN - TDH - **写超前**（Write Advance）: Tclk - THZ - TSUmax 其中： - **Toh** 代表SDRAM的输出保持时间； - **THmax** 代表SDRAM的最大输出高阻时间； - **Tclk** 代表时钟周期； - **TCOMAX** 代表FPGA的最大时钟输出时间； - **TCOMIN** 代表FPGA的最小时钟输出时间； - **TDH** 代表SDRAM的输入采样保持时间； - **THZ** 代表SDRAM的输出高阻时间； - **TSUmax** 代表SDRAM的最大输入数据建立时间。 通过以上公式，我们可以计算出读写操作的滞后和超前时间，进而确定SDRAM相位角的具体数值。 #### 计算实例 以文中提供的数据为例： - 读滞后：Toh - THmax = 10.4ns - 写滞后：Tclk - TCOMAX = 3.433ns (假设时钟频率为29.5MHz * 4) - 读超前：TCOMIN - TDH = 1.142ns - 写超前：Tclk - THZ - TSUmax = -4.882ns 根据上述计算结果，可以得出相位角的最小值（min）为： \[ \text{min} = \frac{-3.433 - 4.882}{2} = -4.1575\text{ns} \] ### 四、PLL参数设置 PLL（Phase-Locked Loop）即锁相环，是一种用于调节频率和相位的电路。在FPGA设计中，通过调整PLL参数，可以实现对SDRAM时序的精确控制。 #### 设置PLL参数 根据上述计算结果，可以将PLL的相位差设置为-4.1575ns（文中简化为-4.15ns）。具体设置步骤如下： - 在FPGA开发软件中打开PLL配置界面。 - 调整PLL参数，使输出时钟相对于输入时钟具有所需的相位偏移。 - 完成设置后，重新编译并下载设计至FPGA板。 通过这种方式，可以确保SDRAM与FPGA之间的数据交换在正确的时序下进行，从而提高系统的整体性能和稳定性。 SDRAM相位角计算是一项重要的FPGA设计任务，涉及到了解和应用SDRAM及FPGA的关键时序参数。通过合理设置PLL参数，可以有效地优化系统性能。

SDRAM 相位角计算在 FPGA 中的应用 一、SDRAM 相位角计算概述 SDRAM 相位角计算是 FPGA 设计中的一项重要技术，旨在确保 SDRAM 与 FPGA 之间的数据传输正确性。该技术通过计算 SDRAM 的相位角，来确定数据传输的时序关系，使得数据传输更加可靠。 二、SDRAM 相位角计算过程 SDRAM 相位角计算过程可以分为四个步骤： 1. 获取 SDRAM 参数：获取 SDRAM 的参数，包括 TDS、TDH、THZ、TOH 等，这些参数可以从 SDRAM 的数据手册中获取。 2. 获取 FPGA 参数：获取 FPGA 的参数，包括 TCOMAX、TSUMAX、THMAX 等，这些参数可以通过 FPGA 的 timing analyzer 找到。 3. 计算相位角：使用获取的参数，计算 SDRAM 的相位角，包括读滞后、写滞后、读超前、写超前等。 4. 设置 PLL 参数：使用计算出的相位角，设置 PLL 参数，使得 SDRAM 与 FPGA 之间的数据传输正确。 三、SDRAM 相位角计算公式 SDRAM 相位角计算公式包括： * 读滞后：Toh - Thmax * 写滞后：Tclk - Tcomax * 读超前：Tcomin - Tdh * 写超前：Tclk - Thz - Tsumax 其中，Toh、Thmax、Tcomax、Tcomin、Tdh、Thz、Tsumax 是从 SDRAM 和 FPGA 的参数中获取的值。 四、PLL 参数设置 在计算出相位角后，需要将其设置到 PLL 中，以确保 SDRAM 与 FPGA 之间的数据传输正确。在本例中，PLL 参数的设置值为 -4.15。 五、结论 SDRAM 相位角计算是 FPGA 设计中的一项重要技术，可以确保 SDRAM 与 FPGA 之间的数据传输正确性。通过本文，我们可以了解 SDRAM 相位角计算的过程和公式，并掌握 PLL 参数的设置方法。

RT-Thread使用SDRAM+LTDC驱动正点原子4.3寸RGB屏

内容概要：本文档详细介绍了LPDDR4x DDR IP（包括控制器和PHY）的验证架构与环境设置。验证架构中，SDRAM配置为4个双通道，每个32Gb容量，AXI VIP由Synopsys提供，共4个AXI agents作为Master，AXI地址位宽为34bit，支持16GB访问空间，数据位宽分别为512bit、128bit、128bit和64bit。此外，还有APB VIP用于配置。测试环境中包括Tb_top、4个AXI VIP、1个APB VIP、SDRAM、DUT和时钟复位信号。比对机制描述了写入和读取操作的具体流程，包括通过后门读取DRAM数据进行比对。文档还涵盖了接口定义、PHY和DRAM初始化步骤以及详细的AXI和APB口VIP配置参数。最后列出了多种用例，如冷热复位、时钟门控、寄存器读写、控制器和PHY初始化等，确保全面覆盖各种可能的操作场景。 适合人群：从事DDR IP验证工作的工程师，特别是对LPDDR4x有一定了解的技术人员。 使用场景及目标：①理解LPDDR4x DDR IP的验证架构及其各个组件的功能；②掌握PHY和DRAM初始化的具体步骤；③熟悉不同类型的测试用例及其应用场景，以确保DDR IP的正确性和稳定性。 其他说明：文档提供了详细的配置参数和初始化流程，有助于工程师深入了解和优化DDR IP的验证环境。建议读者结合实际项目需求，灵活运用文档中的配置示例和测试用例。

SDRAM（Synchronous Dynamic Random-Access Memory）是同步动态随机存取存储器，它在现代电子设备中扮演着至关重要的角色，特别是在FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计中。FPGA是一种可编程逻辑器件，允许用户自定义硬件电路以实现特定的功能。在FPGA设计中，SDRAM控制器是必不可少的部分，它负责管理和控制与外部SDRAM芯片的通信。 该资源提供了带中文注释的SDRAM控制器源码，这对于理解和学习SDRAM控制器的工作原理非常有帮助。源码通常使用硬件描述语言如Verilog编写，Verilog是一种广泛使用的语言，用于数字电路的建模和设计。 我们要理解SDRAM控制器的基本功能。它主要负责以下任务： 1. **时序控制**：SDRAM的操作需要严格的时序，控制器必须生成合适的地址、数据和控制信号，以确保与SDRAM的同步通信。这包括时钟信号（CKE、CLK）、命令信号（RAS、CAS、WE）以及预充电、行激活等操作。 2. **刷新管理**：SDRAM需要定期刷新以保持数据完整性，控制器必须定时发送刷新命令并管理刷新计数器。 3. **数据读写**：控制器接收CPU或其它系统组件的数据请求，将数据传输到SDRAM，或者从SDRAM读取数据并返回给请求者。 4. **地址映射**：控制器将CPU的虚拟地址转换为SDRAM的实际物理地址。 5. **错误检测和校正**：虽然这不是所有控制器必备的功能，但一些高级控制器可能包含ECC（Error Correction Code）机制，用于检测和纠正数据传输中的错误。 现在，考虑到这个源码带有中文注释，这对于初学者来说是一大福音。注释会解释每个模块和代码段的作用，使得理解更直观，学习曲线更平缓。例如，你可能会看到关于时钟分频器（用于生成SDRAM所需的精确时钟）、地址解码器（将总线地址转换为SDRAM地址）和数据缓冲区（用于数据传输同步）的注释。 在仿真方面，这通常意味着你可以使用像ModelSim或Vivado这样的工具来验证代码的功能是否正确。你可以设置不同的输入条件，观察输出结果，检查SDRAM控制器是否按预期工作。 在线调试则意味着可能提供了一种方式，可以在实际FPGA上实时查看和修改控制器的行为，这对于优化性能和解决硬件问题至关重要。 在使用这个源码时，你应该先理解基本的SDRAM工作原理，然后逐步研究源码，通过仿真验证其功能。一旦理解了代码，你可以根据实际需求对其进行修改，例如增加支持更大容量的SDRAM，或者优化其性能以满足高速数据处理的需求。 这个资源对于想要深入学习FPGA设计，尤其是SDRAM控制器实现的工程师或学生来说，是一份宝贵的资料。通过实践和调试，你可以提升自己的硬件设计技能，并且更好地掌握Verilog编程。

针对目前使用FPGA实现鱼眼校正算法时占用资源多以及延时长等问题，本文提出并设计了一种基于FPGA的鱼眼图像校正系统。鱼眼校正算法采用球面等距投影法，使用查表的方式在FPGA中实现。通过读写片外SDRAM的方式来实现查表功能。实验测试表明，该系统不仅能够完成鱼眼校正的任务，而且相较于同平台上基于Cordic算法的系统而言，更节省硬件资源和具有更好的实时性。

### SDRAM基础知识与特性 #### 一、SDRAM概述 同步动态随机存取存储器(Synchronous Dynamic Random Access Memory，简称SDRAM)是一种广泛应用于计算机系统的内存类型。它通过与系统时钟同步的方式进行数据传输，提高了内存访问的速度，并且能够支持更复杂的控制逻辑。 在Micron Technology的产品线中，MT48LC系列是其经典SDRAM产品之一，包括了MT48LC16M16、MT48LC32M8和MT48LC64M4三种不同规格的芯片。这些SDRAM芯片的设计旨在满足高性能计算系统的需求，具备高度集成度、低功耗以及高速访问等特性，特别适合于那些对内存性能有较高要求的应用场景，如个人电脑、服务器以及其他嵌入式系统等。 #### 二、MT48LC系列SDRAM特点 - **PC100及PC133兼容性**：这些SDRAM芯片符合PC100和PC133标准，确保了与主流主板的良好兼容性。 - **全同步设计**：所有信号均在系统时钟的正沿处被注册，这有助于提高数据传输的一致性和稳定性。 - **内部流水线操作**：允许每个时钟周期内改变列地址，从而实现快速的数据读写操作。 - **内部银行机制**：可以隐藏行访问和预充电过程，进一步提升了访问速度。 - **可编程突发长度**：支持1、2、4、8或整页长度的突发访问模式，为不同的应用场景提供了灵活性。 - **自动预充电功能**：支持自动预充电和同时自动预充电模式，简化了内存管理。 - **自刷新模式**（仅适用于非汽车级设备）：提供了一个无需外部控制器介入的自刷新机制，降低了系统设计复杂度。 - **自动刷新**：根据工作温度范围的不同，提供了64ms或16ms的自动刷新周期。 - **低电压TTL兼容输入输出**：采用+3.3V±0.3V的单电源供电，符合LVTTL标准，简化了电路设计。 #### 三、MT48LC系列SDRAM配置参数 - **MT48LC64M4A2 – 16兆×4×4个银行** - 刷新计数：8K - 行地址：8K (A0–A12) - 银行地址：4 (BA0, BA1) - 列地址：2K (A0–A9, A11) - **MT48LC32M8A2 – 8兆×8×4个银行** - 刷新计数：8K - 行地址：8K (A0–A12) - 银行地址：4 (BA0, BA11) - 列地址：1K (A0–A9) - **MT48LC16M16A2 – 4兆×16×4个银行** - 刷新计数：8K - 行地址：8K (A0–A12) - 银行地址：4 (BA0, BA1) - 列地址：512 (A0–A8) #### 四、关键时序参数 SDRAM的时序参数对于理解其性能至关重要，以下是一些重要的时序参数： - **时钟频率**：不同的速度等级对应不同的最大时钟频率，例如-6A等级支持的最大时钟频率为167MHz。 - **访问时间**：即CAS延迟（CL），表示从发出命令到数据可用的时间间隔。例如，在CL=2时，-6A等级的访问时间为5.4ns。 - **设置时间**：信号必须在时钟上升沿之前稳定的时间，通常为1.5ns。 - **保持时间**：信号必须在时钟上升沿之后保持稳定的时间，通常为0.8ns。 #### 五、封装选项 MT48LC系列SDRAM提供了多种封装选项，包括但不限于： - **54针TSOPII OCPL2封装**（400mil），这是一种标准封装，支持铅基或无铅版本。 - **60球FBGA封装**（8mm×16mm），适用于x4和x8配置，也支持铅基和无铅版本。 Micron的MT48LC系列SDRAM以其卓越的性能和广泛的适用性成为了许多高性能计算系统中的首选内存解决方案。无论是从技术角度还是从实际应用角度来看，这些SDRAM芯片都体现了先进的设计理念和技术水平。对于那些希望深入了解SDRAM内部工作原理及其在现代计算系统中角色的专业人士而言，Micron提供的SDRAM说明文档无疑是一份宝贵的学习资源。

在嵌入式系统开发领域，STM32系列微控制器以其高性能、低功耗、丰富的外设接口和强大的处理能力受到了广泛关注。尤其是STM32H743IIT6这款高性能的32位微控制器，它配备了ARM Cortex-M7核心，拥有高速的处理速度和大容量的存储空间，非常适合复杂应用的需求。在一些应用场景中，内建的SRAM存储资源可能不足以满足需求，这时可以考虑将外部SDRAM作为补充存储资源。 使用外部SDRAM有诸多优势，例如它能提供更大的存储空间，让开发者能够运行更加复杂的应用程序或存储更多的数据。然而，要将外部SDRAM作为内部SRAM来使用，需要解决几个关键的技术问题。必须正确配置STM32H743IIT6的FSMC（Flexible Static Memory Controller）接口，这样微控制器才能识别并正确地与外部SDRAM进行通信。这个过程涉及初始化SDRAM，设置正确的时序参数，以及配置相应的存储区域。 为了保证系统稳定运行，需要关注电源管理。由于SDRAM的运行速度及稳定性直接关系到整个系统的性能，因此需要通过合适的电源设计来确保SDRAM可以获得稳定的供电。此外，考虑到SDRAM与STM32H743IIT6之间的数据传输速度，设计时需要考虑到信号完整性问题，比如尽量减少信号线路的长度和数量，使用差分信号传输等措施，以避免数据传输过程中的干扰和延迟。 在软件方面，实现外部SDRAM作为内部SRAM使用的功能，主要通过编程修改STM32H743IIT6的链接脚本（Linker Script）来完成。链接脚本是用于指定程序中各个段（如代码段、数据段）存放位置的配置文件。通过适当配置，可以将部分程序或数据迁移到外部SDRAM中。例如，在fmc.c文件中，开发者可以定义一系列函数用于配置FSMC接口，以及初始化外部SDRAM。这一过程包括设置内存块的起始地址、大小以及访问模式等参数，最终实现将外部SDRAM映射为内部SRAM空间的一部分。 除了配置硬件和链接脚本之外，还需要在软件层面上处理内存管理。由于外部SDRAM与内部SRAM在物理特性上存在差异，比如访问速度和可靠性等，因此在程序中动态分配内存时，需要有意识地管理内存，比如合理分配内存块大小，避免内存碎片化，以及在合适的时候进行垃圾回收等。 在实现这一功能的过程中，还会遇到一些挑战。例如，由于外部SDRAM的使用增加了系统的复杂度，因此调试难度也会相应提高。为此，开发环境通常需要支持较为高级的调试工具，如具有内存视图功能的调试器，这样才能实时监视SDRAM的使用情况，并进行正确的调试。此外，还需要注意代码优化，避免由于大量使用外部SDRAM而造成运行效率下降的问题。 将外部SDRAM作为STM32H743IIT6内部SRAM使用可以带来诸多好处，但同时也需要解决包括硬件配置、电源管理、信号完整性、软件编程和内存管理在内的多个技术问题。通过合理的设计和编程，可以充分开发和利用SDRAM的潜力，扩展微控制器的功能和性能。