SDRAM是什么

本篇內容主要講解“SDRAM是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“SDRAM是什么”吧!

什么是 SDRAM

Synchronous Dynamic Random Access Memory: 同步動態隨機存儲器.   同步 : 由soc發送時鐘給SDRAM, 通過該時鐘的節拍來發送控制信號.    動態 : 存儲器需要不斷的刷新來保證數據不丟失.    隨機 : 數據非線性存儲, 可自由指定地址進行數據的讀寫

SDRAM的內部與外部結構

1. 外部

   

   圖1    本開發板用兩片sdram來配置為32bit位寬的sdram. 
   

2. 內部

   sdram的檢索原理和表格一樣,  通過先指定行, 再指定列就能準確找到所需要的存儲單元. 但是由于技術/成本的原因, 一個sdram內部不可能只有一個表格, 目前基本是4個,  這個類似表格一樣的結構叫做 邏輯Bank, L-Bank. 這樣要找到某個存儲單元就要先確定是哪個bank, 然后選定行,再選定列.

SDRAM的內部基本操作與工作時序

行有效  

必須先使能芯片, 選中相應的L-BANK, 再使能 行(ROW),  再使能 列(COLUMN)來對某個存儲單元進行讀寫.

圖2    行有效時序圖

通過BA0\BA1來選中某個L-BANK, 通過RAS\CAS來區分 行 與 列. 這是同時進行的, 所以行有效也可以稱為 L-BANK有效

列讀寫

行選通之后就可以發送列地址對存儲單元進行讀寫了.   讀/寫 命令是通過 WE 信號線來區分的, WE = 1 : 寫入 ;  WE = 0 : 讀取

圖3    命令列表

由上表可知, SDRAM的各種指令都是通過 控制/地址線 的高低電平組合來完成的, 并沒有命令字. 所以 讀寫命令 與 列地址 同時發出.

圖4    讀寫操作示意圖

CAS（ColumnAddress Strobe，列地址選通脈沖）信號配合A0-A9/A11（不固定）來確定具體的列地址. 

圖5 

在發送列讀寫命令時必須要與行有效命令有一個間隔，這個間隔被定義為tRCD，即RAS to CAS Delay（RAS至CAS延遲），也可以理解為行選通周期，這應該是根據芯片存儲陣列電子元件響應時間（從一種狀態到另一 種狀態變化的過程）所制定的延遲。tRCD是SDRAM的一個重要時序參數，廣義的tRCD以時鐘周期（tCK，Clock Time）數為單位，比如tRCD=2，就代表延遲周期為兩個時鐘周期，具體到確切的時間，則要根據時鐘頻率而定，對于PC100的SDRAM，tRCD=2，代表20ns的延遲，對于PC133則為15ns

S3C2440存儲控制器的各個寄存器配置解析

BWSCON = 0x2201 1110

BWSCON[31] = 0, 禁止數據掩碼引腳

數據掩碼

在講述讀/寫操作時，我們談到了突發長度。如果BL=4，一次就傳送4×64bit的數據。但是，如果第二筆 數據是不需要的，怎么辦？為了屏蔽不需要的數據，人們采用了數據掩碼（Data I/O Mask，簡稱DQM）技術。通過DQM，內存可以控制I/O端口取消哪些輸出或輸入的數據。這里需要強調的是，在讀取時，被屏 蔽的數據仍然會從存儲體傳出，只是在“掩碼邏輯單元”處被屏蔽。為了精確屏蔽一個P-Bank位寬中的每個字節，每個DIMM有8個DQM信號線，每個信號針對一個字節。這樣，對于4bit位寬芯片，兩個芯片共用一個DQM信號線，對于8bit位寬芯片，一個芯片占用一個DQM信號，而對于16bit位寬芯片，則需要兩個DQM引腳。SDRAM官方規定，在讀取時DQM發出兩個時鐘周期后生效，而在寫入時，DQM與寫入命令一樣是立即成效

BWSCON[30] = 0, 禁止WAIT信號

BWSCON[29:28] = 1:0; 設置BANK7數據總線寬度為32bit

(BANK6同BANK7)

BANKCONx = 0x0700

BANKCONx( 0 <= x <= 5)用來控制BANK0~BANK5外接設備的訪問時序, 采用默認值即可

BANKCONx(6 <= x <= 7) = 0x0001 8005

BANKCONx[16:15] = 1:1, 設置存儲器類型為 SDRAM

BANKCONx[3:0] = 0:1:0:1, 設置RAS到CAS的延遲(tRCD)為3個時鐘, 設置列地址數為9bit

REFRESH = 0x008C 07A3

BANKCONx[23] = 1, 使能自動刷新功能

BANKCONx[22] = 0, Auto refresh, 等于1為 self refresh

BANKCONx[21:20] = 0:0, 預充電時間為2個時鐘周期 (預充電見解釋)

BANKCONx[19:18] = 1:1, 設置半行周期時間為7個時鐘

BANKCONx[10:0] 設置刷新計數, 刷新計數= 2^11+1-12*7.8=1955( 0x07A3 )

刷新

之所以稱為DRAM，就是因為它要不斷進行刷新（Refresh）才能保留住數據，那么要隔多長時間進行一次刷新呢? 我們在看內存規格時，經常會看到4096 Refresh Cycles/64ms或8192 Refresh Cycles/64ms的標識，這里的4096與8192就代表這個芯片中每個L-Bank的行數。刷新命令一次對一行有效，發送間隔也是隨總行數而變化，4096行時為15.625μs（微秒，1/1000毫秒），8192行時就為7.8125μs.  刷新操作分為兩種：Auto Refresh，簡稱AR與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。

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，重新發送 行/列地址。L-Bank關閉現有工作行，準備打開新行的操作就是預充電（Precharge）

BANKSIZE = 0xB1

BANKCONx[7] = 1, 使能突發操作

BANKCONx[6] = 0, 保留

BANKCONx[5] = 1, 使能SDRAM掉電模式

BANKCONx[4] = 1, 設置只在訪問SDRAM的時候發送時鐘

BANKCONx[3] = 0, 保留

BANKCONx[2:0] = 0:0:1, BANK6/BANK7存儲器映射大小 = 64MB/64MB

數據輸入(寫入)

圖7

數據寫入的操作也是在tRCD之后進行，但此時沒有了CL（記住，CL只出現在讀取操作中），行尋址與列尋址的時序圖和上文一樣 ，只是在列尋址時，WE#為有效狀態。從圖中可見，由于數據信號由控制端發出，輸入時芯片無需做任何調校，只需直接傳到數據輸入寄存器中，然后再由寫入驅動器進行對存儲電容的充電操作，因此數據可以與CAS同時發送，也就是說寫入延遲為0。不過，數據并不是即時地寫入存儲電容，因為選通三極管 （就如讀取時一樣）與電容的充電必須要有一段時間，所以數據的真正寫入需要一定的周期。為了保證數據的可靠寫入，都會留出足夠的 寫入/校正時間（tWR，Write Recovery Time），這個操作也被稱作寫回（Write Back）。tWR至少占用一個時鐘周期或再多一點（時鐘頻率越高，tWR占用周期越多），有關它的影響將在下文進一步講述

突發長度

突發（Burst）是指在同一行中相鄰的存儲單元連續進行數據傳輸的方式，連續傳輸所涉及到存儲單元（列）的數量就是突發長度（Burst Lengths，簡稱BL）

非突發連續讀取模式：依次單獨尋址，此時可等效于BL=1。雖然可以讓數據是連續的傳輸，但每次都要發送列地 址與命令信息，控制資源占用極大

突發連續讀取模式：只要指定起始列地址與突發長度，尋址操作與數據的讀取操作自動進行，只要控制好兩段突發讀取命令的間隔周期（與BL 相同）即可做到連續的突發傳輸

突發讀/突發寫，表示讀與寫操作 都是突發傳輸的，每次讀/寫操作持續BL所設定的長度，這也是常規的設定

突發讀/單一寫，表示讀操作是突發傳輸，寫操作則只是 一個個單獨進行。突發傳輸模式代表著突發周期內所涉及到的存儲單元的傳輸順序

MRSR = 0x30

MRSR[6:4] = 0:1:1, 設置 發送讀取命令到第一個數據輸出的時間 為 3 個時鐘周期 

數據輸出(讀出)

在CAS 發出之后，仍要經過一定的時間才能有數據輸出，從CAS與讀取命令發出到第一筆數據輸出的這段時間，被定義為CL（CAS Latency，CAS潛伏期）。由于CL只在讀取時出現，所以CL又被稱為讀取潛伏期（RL，Read Latency）。CL的單位與tRCD一樣，為時鐘周期數，具體耗時由時鐘頻率決定

圖6    CL=2與tAC示意圖

JZ2440的裸機SDRAM代碼執行流程:

到此，相信大家對“SDRAM是什么”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！