基于Xilinx的DDR2 SDRAM存储控制器的用户接口设计与仿真
基于DDR2 SDRAM乒乓双缓冲的高速数据收发系统设计
基于DDR2 SDRAM乒乓双缓冲的高速数据收发系统设计刘杰;赛景波【摘要】在高速数据收发系统设计中,首先需要解决的问题是实时数据的高速缓存,然而FPGA内部有限的存储资源无法满足海量数据缓存的要求。
为了解决系统中海量数据的缓存问题,系统创新提出了一种基于DDR2 SDRAM的乒乓双缓冲设计方案。
方案设计了两路基于DDR2 SDRAM的大容量异步FIFO,通过FPGA内部选择逻辑实现两条通路间的乒乓操作,从而实现数据的高速缓存。
实验结果表明,基于DDR2 SDRAM的数据收发系统实现了每路512 Mbit的缓存空间和200 MHz的总线速率,解决了海量数据的高速缓存问题。
%In the high-speed data transceiver system design, the first problem to be solved is the real-time data cache,However,the limited memory resources of FPGA can not meet the requirements of massive data cache,To solve the problem of system cache huge amounts of data,the system proposed ping-pong double buffering innovative design based on the DDR2 SDRAM. Design of two-way high-capacity asynchronous FIFO based on DDR2 SDRAM, selection logic operations to achieve a ping-pong between the two paths through the FPGA to achieve the cached da-ta . Experimental results show that the Data transceiver system based on DDR2 SDRAM realized every road 512 Mbit cache space and 200 MHz of the bus rate and solved the problem of the huge amounts of data cache.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】5页(P650-654)【关键词】高速数据收发;乒乓双缓冲;DDR2 SDRAM技术;异步FIFO【作者】刘杰;赛景波【作者单位】北京工业大学电控学院，北京100022;北京工业大学电控学院，北京100022【正文语种】中文【中图分类】TN919.6高速数据传输是现代信号处理的基础，在雷达、通信、遥测遥感等技术应用领域得到了广泛的应用。
网络处理器中的DDRSDRAM控制器的设计与实现的开题报告
网络处理器中的DDRSDRAM控制器的设计与实现的开题报告1.课题背景随着网络技术的不断发展，网络设备的处理能力和稳定性要求越来越高。
网络处理器是一类专用于网络应用的高性能处理器。
网络处理器的核心是其内置的DDR SDRAM控制器。
DDR SDRAM控制器是网络处理器内部的一个重要模块，它完成了在处理器与外部存储器之间的数据传输、存储和读取等功能。
2.研究内容和目标本项目旨在探究基于FPGA的网络处理器中DDR SDRAM控制器的设计与实现方法。
主要研究内容包括：（1）DDR SDRAM控制器的架构和原理（2）DDR SDRAM控制器的时序控制和数据传输（3）FPGA中DDR SDRAM控制器的实现方法（4）性能测试和验证研究目标是实现一个高效的DDR SDRAM控制器，能够满足网络处理器的数据传输要求，并具有较高的性能。
3.研究方法和步骤本项目将采用以下研究方法和步骤：（1）阅读相关文献，了解DDR SDRAM控制器的基本原理和FPGA 中DDR SDRAM控制器的实现方法。
（2）根据DDR SDRAM的时序和数据传输要求，设计DDR SDRAM 控制器的架构和接口。
（3）使用Verilog语言实现DDR SDRAM控制器的模块。
（4）在FPGA上进行验证和性能测试。
（5）对实现的DDR SDRAM控制器进行性能测试和优化，以达到更高的性能。
4.研究意义和预期成果本项目的意义在于探究网络处理器中DDR SDRAM控制器的设计和实现方法，并且实现一个高效的DDR SDRAM控制器。
该控制器可用于各种网络设备中，提高网络设备的运行效率和稳定性。
预期成果包括：（1）DDR SDRAM控制器的设计与实现文档（2）基于 FPGA 的网络处理器中 DDR SDRAM 控制器模块的Verilog 代码（3）DDR SDRAM 控制器在 FPGA 上的验证和性能测试报告（4）论文发表和技术报告5.存在的问题和风险存在的问题：（1）DDR SDRAM控制器的设计和实现需要充分考虑时序和数据传输的要求，因此需要仔细分析和设计。
基于FPGA的DDR2 SDRAM存储器用户接口设计
基于FPGA 的DDR2SDRAM 存储器用户接口设计杨斌，段哲民，高峰（西北工业大学电子信息学院，陕西西安710129）摘要：使用功能强大的FPGA 来实现一种DDR2SDRAM 存储器的用户接口。
该用户接口是基于XILINX 公司出产的DDR2SDRAM 的存储控制器，由于该公司出产的这种存储控制器具有很高的效率，使用也很广泛，可知本设计具有很大的使用前景。
本设计通过采用多路高速率数据读写操作仿真验证，可知其完全可以满足时序要求，由综合结果可知其使用逻辑资源很少，运行速率很高，基本可以满足所有设计需要。
关键词：DDR2SDRAM ；FPGA ；用户接口；DDR2SDRAM 存储控制器中图分类号：TN919.8文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）23-0147-03Design of DDR2SDRAM memory user interface based on FPGAYANG Bin ，DUAN Zhe -min ，GAO Feng（School of Electronic Information ，Northwestern Polytechnical University ，Xi ’an 710129，China ）Abstract:The user interface of a DDR2SDRAM memory is implemented by using the powerful FPGA ．The user interface is based on DDR2SDRAM memory controller produced by the XILINX company ．The company produced such memory controllers with high efficiency and used widely ．So that this design has great prospects ．Through the simulation of multi -channel high -speed data read and write operations we can know that it can fully meet the timing requirements ．Through the synthesis results we can know that the use of logic resources is very little ，run rate is high ．It can basically meet all design needs.Key words:DDR2SDRAM ；FPGA ；user interface ；DDR2SDRAM memory controller收稿日期：2012-08-06稿件编号：201208014作者简介：杨斌（1981—），男，陕西佳县人，硕士研究生。
DDR存储控制器的设计与应用
DDR存储控制器的设计与应用随着科技的不断进步，数字电子设备在日常生活和工作中的应用越来越广泛。
其中，DDR存储控制器作为计算机存储系统的重要组成部分，对于整个系统的性能和稳定性具有举足轻重的作用。
本文将详细阐述DDR存储控制器的概念、设计步骤、技术方案以及实验结果，并探讨其未来的发展趋势。
DDR存储控制器，全称Double Data Rate SDRAM控制器，是一种用于管理计算机存储系统的芯片或模块。
其主要作用是控制数据的传输速率和带宽，协调内存与处理器之间的数据交换，从而确保数据的高速、稳定传输。
DDR存储控制器适用于各种计算机存储设备，如DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM等。
DDR存储控制器的硬件设计主要包括以下步骤：（1）确定控制器的架构和组成元件，包括数据路径、控制逻辑、时钟发生器等。
（2）设计电路板，包括布局布线和元件放置等。
（3）编写硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，用于实现控制器的逻辑功能。
（4）仿真和验证硬件设计，确保其符合预期的功能和性能要求。
DDR存储控制器的软件设计主要包括以下步骤：（1）编写存储控制器的驱动程序，包括初始化和配置控制器、读写数据等操作。
（2）优化数据传输速率和带宽，以实现更高效的数据传输和控制。
（3）配合硬件设计，实现软硬件联合调试和测试。
在DDR存储控制器的设计中，我们采用了以下技术方案：采用同步动态随机存取存储器（SDRAM）作为主要的存储介质，其具有较高的存储密度和较低的功耗。
使用双倍数据速率（DDR）技术，使得SDRAM在每个时钟周期内可以进行两次数据传输，从而大幅提高了数据传输速率和带宽。
引入高速缓存接口（Cache Interface），以提高数据访问速度和降低CPU的负载。
使用可编程逻辑门阵列（FPGA）作为控制器的主要芯片，其具有灵活性和可定制性，能够满足各种不同的存储需求。
我们设计并实现了一款DDR存储控制器，并对其进行了严格的测试。
基于FPGA的Verilog语言描述的SDRAM接口电路设计
基于FPGA的SDRAM存储器接口实现摘要随着信息科学的飞速发展，人们面临的信号处理任务越来越繁重，对数据采集处理系统的要求也越来越高。
单片机、DSP等微处理器内部RAM 有限，这就需要在微处理器的外部扩展存储器。
同步动态随机访问存储器具有价格低廉、密度高、数据读写速度快的优点，从而成为数据缓存的首选存储介质，在数据采集系统和图像处理系统等方面中有着重要和广泛的应用。
SDRAM 的读写逻辑复杂，最高时钟频率达100MHz 以上，普通单片机无法实现复杂的SDRAM 控制操作。
复杂可编程逻辑器件CPLD具有编程方便，集成度高，速度快，价格低等优点。
因此选用CPLD 设计SDRAM 接口控制模块, 简化主机对SDRAM 的读写控制。
通过设计基于CPLD 的SDRAM 控制器接口，可以在STM系列、ARM系列、STC系列等单片机和DSP等微处理器的外部连接SDRAM，增加系统的存储空间。
论文开始介绍了SDRAM接口设计研究的背景和研究的目的及意义，引出对SDRAM的研究，详细介绍了SDRAM的基本原理、内部结构、基本操作和工作时序，以及设计的重点及难点。
在这些理论基础上对SDRAM 接口进行模块化设计，了解设计中所使用的硬件和软件。
最后用Verilog语言在软件QuartusⅡ设计CPLD芯片，通过在硬件和软件上的调试基本实现了SDRAM接口的设计。
关键词SDRAM；接口；Verilog；CPLDThe Implementation of SDRAM MemoryInterface Based on the EPM570AbstractWith the rapid development of information science, people face more and more onerous task of signal processing, the requirements of data acquisition and processing system are getting higher and higher. Microprocessor such as single-chip microprocessor, DSP etc, their RAM is limited, which requires external expansion in the microprocessor memory. Synchronous Dynamic Random Access Memory has a low cost, high density, fast read and write data on the merits, thereby becoming the first choice for data cache storage medium, which paly an important role and widely used in the data acquisition system and image processing systems.SDRAM read and write logic is complex, the maximum clock frequency reaches above 100MHz, the ordinary microcontroller can not achieve complex SDRAM control operation. Complex programmable logic device has advantages such as programming convenience, high integrity, high speed and low cost etc. Therefore select CPLD to design control module of SDRAM interface , to simplify the host to read and write control of the SDRAM. Through the design of SDRAM controller interface based on CPLD, you can connect SDRAM in the external of STM series, ARM series, STC series single chip microprocessor and the DSP, increase system storage space.At the beginning of paper introduces the research background, research purpose and significance of the study of SDRAM interface design, leads to the study of SDRAM, detailed introduces information of SDRAM about the basic principles, the internal structure, the basic operation and timing of work, and the design emphasis and difficulty. Based on these theories, modularing the designof SDRAM interface, understanding hardware and software used in the design. Finally, it uses Verilog language in Quartus Ⅱsoftware to design CPLD chip, Through the hardware and the software realization SDRAM the commissioning of the basic design of the interface.Keywords SDRAM; Interface; Verilog; CPLD目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 课题研究的目的及意义 (1)1.3 同步动态随机存储器简介 (2)1.4 论文的结构和框架 (3)第2章SDRAM的工作原理 (4)2.1 存储器的概述 (4)2.1.1 存储器的分类 (4)2.1.2 存储器的技术指标 (5)2.1.3 存储器的比较 (5)2.2 SDRAM的工作原理 (6)2.2.1 SDRAM存储的基本原理 (6)2.2.2 SDRAM的内部结构 (7)2.3 本章小结 (8)第3章SDRAM的基本操作 (9)3.1 SDRAM的基本操作 (9)3.1.1 芯片初始化 (9)3.1.2 行有效 (9)3.1.3 列读写 (10)3.1.4 读操作 (11)3.1.5 写操作 (12)3.2 SDRAM的工作特性 (13)3.2.1 模式寄存器的设置 (13)3.2.2 预充电 (14)3.2.3 刷新 (15)3.3 SDRAM接口设计的要求 (16)3.3.1 存储器接口解决数据存取的难点 (17)3.3.2 存储器接口在工作方式上的初步优化 (17)3.4 本章小结 (18)第4章系统结构及硬件设计 (19)4.1 SDRAM接口设计的整体结构 (19)4.1.1 控制接口模块 (19)4.1.2 CAS延迟模块 (20)4.1.3 突发长度模块 (22)4.1.4 地址转换模块 (22)4.2 EPM570芯片简介 (23)4.2.1 MAXⅡ系列芯片功能简介 (24)4.2.2 逻辑阵列 (25)4.2.3 全局时钟 (25)4.2.4 I/O端口结构 (26)4.3 MT48LC系列芯片简介 (26)4.4 本章小结 (28)第5章软件设计与实现 (30)5.1 利用QuartusⅡ进行设计的流程 (30)5.2 软件的设计 (31)5.2.1 Verilog语言的特点 (31)5.2.2 采用Verilog设计综合的过程 (32)5.2.3 SDRAM接口设计的仿真 (34)5.3 本章小结 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录A (41)附录B (46)附录C (51)第1章绪论1.1课题背景数据采集处理技术是现代信号处理的基础，广泛应用于雷达、声纳、软件无线电、瞬态信号测试等领域。
基于FPGA的DDR2 SDRAM控制器设计
基于FPGA的DDR2SDRAM控制器设计钱素琴，刘晶华(东华大学信息科学与技术学院,上海，201600)摘要：基于高速数据传输与存储的数据釆集记录仪对缓存模块高性能的需求，选择了读写速度快、低成本、大容量、运行稳定的DDR2SDRAM作为本地存储器,在其存储寻址原理和IP核的读写控制逻辑的基础上，借助硬件描述语言设计了一个DDR2存储控制器方案。
在Intel的FPGA Cyclone IV系列开发板上进行了整体方案的功能验证，完成了用户接口和控制器之间的多数据宽度、多突发长度的高效数据传输和读写操作，在166.7MHz时钟频率下实现了稳定读写的目标。
关键词：FPGA；DDR2SDRAM；IP核Design of DDR2SDRAM controller based on FPGAQian Suqin,Liu Jinghua(College of information science and technology,Donghua University,Shanghai,201600) Abstract；Based on the requirement of high-speed data transmission and storage data acquisition recorder for high performance of cache module,DDR2SDRAM with high read-write speed,low cost, large capacity and stable operation is selected as the local memory.Based on its storage addressing principle and the read-write control logic of IP core,a DDR2storage controller scheme is designed with the help of hardware description language.The functional verifiestion of the overall scheme is carried out on the FPGA cyclone IV series development board of Intel.The efficient datQ transmission and read-write operation of multipie data widths and burst lengths between the user interface and the cont r oller are comple t ed.The st a ble read-wr ite t a rge t is achieved a/t166.7MHz clock frequency. Keywords：FPGA;DDR2SDRAM;IP coreo引言随着数据采集系统的发展,应用于图像采集和数据传输等领域的产品对存储器的速度要求越来越高。
基于H.264视频解码器DDR2存储器接口的设计与验证的开题报告
基于H.264视频解码器DDR2存储器接口的设计与验证的开题报告一、研究背景和意义随着图像和视频传输技术的飞速发展，视频解码器已经成为移动终端、便携式媒体播放器等众多电子设备的必备组件。
而基于H.264视频解码器的电子设备则因其高质量的视频解码功能而备受关注。
在H.264视频解码器中，DDR2存储器接口是关键的组成部分。
在此基础上，通过对嵌入式H.264视频解码器的DDR2存储器接口的设计和验证，可以实现视频解码器的高效工作，并有效提高视频输出质量。
因此，本研究的意义在于：深入分析H.264视频解码器的DDR2存储器接口，研究其工作原理和特点，设计并验证嵌入式H.264视频解码器DDR2存储器接口的性能，进而提高视频解码器的性能和质量。
二、研究目标和内容（一）研究目标本研究旨在设计和验证基于H.264视频解码器DDR2存储器接口的嵌入式视频解码器，具体研究目标包括：1. 深入研究H.264视频解码器的DDR2存储器接口的工作原理和特点；2. 设计基于DDR2存储器接口的嵌入式视频解码器；3. 对嵌入式视频解码器进行性能测试，并分析其性能指标；4. 对嵌入式视频解码器进行功能验证，并测试其视频输出质量。
（二）研究内容1. H.264视频解码器DDR2存储器接口的原理分析；2. 基于DDR2存储器接口设计嵌入式视频解码器的硬件架构；3. DDR2存储器接口的驱动程序设计；4. 嵌入式视频解码器的性能测试和结果分析；5. 嵌入式视频解码器的功能验证和视频质量测试。
三、研究方法和技术路线（一）研究方法1. 文献研究法：阅读相关文献，深入了解H.264视频解码器的DDR2存储器接口的特点和性能指标；2. 设计方法：采用硬件设计方法进行嵌入式视频解码器的设计；3. 测试方法：采用性能测试和功能验证法测试嵌入式视频解码器的性能和视频输出质量。
（二）技术路线1. 理论研究：深入研究H.264视频解码器DDR2存储器接口的工作原理和特点；2. 硬件设计：根据DDR2存储器接口的特点，设计基于DDR2存储器接口的嵌入式视频解码器的硬件架构；3. 驱动程序设计：编写DDR2存储器接口的驱动程序，实现与嵌入式视频解码器的通信和控制；4. 性能测试和功能验证：测试嵌入式视频解码器的性能指标和功能，并对其视频输出质量进行分析和测试。
基于FPGA的DDR2存储器控制器设计_河北科技大学.
毕业设计学生姓名:洪雷学号: 09xxxxxxxx 专业:电子科学与技术题目:基于FPGA的DDR2存储器控制器设计指导教师:安国臣(讲师评阅教师:武瑞红(副教授2013年6月毕业设计中文摘要随着消费电类电子产品以及便携式通讯产品向多功能、高性能和低功耗方向的飞快发展,而随之带来的是对大量的数据处理,而产品的系统对其主要的存储设备的要求也越来越高。
目前,DDR2凭着其及其高的数据传输速率和低廉的成本则越来越多的被用到一些高档类的消费类电子和便携式产品中。
对DDR2 SDRAM的控制器处理的设计变得也就非常有必要。
使用FPGA技术设计数字电路,不仅可以简化设计过程,而且还可以减低整个系统的体积和成本,增加系统的可靠性。
本次设计则使用Altear公司的Cyclone V 代器件,经行开发的最小系统。
本次设计使用的是Mircon公司的MT47系列的芯片,借助Altera公司提供的IP 核所自动生成PHY接口。
由于DDR2的读写驱动的要求,多次设计了电压的要求。
本文对DDR2 SDRAM基本结构和原理进行了简单的介绍。
并且阐述基于FIFO和PHY接口的DDR2设计方法。
关键词DDR2 FPGA 存储器控制器 FIFO毕业设计外文摘要Title DDR2 Memory Controller Design based on FPGAAbstractAs consumer electric class electronic products and portable communication products to multi-functional, high performance and low power consumption direction of rapid development, and then brings about a lot of data processing, the product of the system to the main storage device requirements more and more higher. At present, the DDR2 with its and high data transfer rate and low cost are more and more used in some high-end consumer electronics and portable products. Processing of DDR2 SDRAM controller design becomes and is very necessary.Digital circuit design using FPGA technology, not only can simplify the design process, but also can reduce the size and cost of the whole system, increase the reliability of the system. This design USES Altear company Cyclone V generation device, the smallest system development. This design USES the Mircon MT47 series chips, and IP core provided by Altera corporation how can automatically generate the PHY interface. Driven requirements due to DDR2, speaking, reading and writing, and design the voltage requirements for many times.in this paper, the basic structure and principle of DDR2 SDRAM has carried on the simple introduction. And in this paper, the DDR2 design method based on FIFO and PHY interfaceKey Words DDR2 FPGA memory controlle FIFO目录1 绪论 (12 动态随机存储器 (32.1 同步动态随机存储器原理与结构 (32.2 双倍动态随机存储器原理与特点 (32.3 DDR2随机存储器的简介 (43 可编程逻辑器件原理 (73.1 FPGA原理 (73.2 FPGA结构 (73.3 FPGA器件开发的优点 (94 外围电路设计 (114.1芯片的选择和介绍 (114.2 FPGA电源设计 (154.3 FPGA时钟和复位设计 (164.4 FPGA的配置设计 (175 软件设计与仿真 (185.1 FPGA的设计开发流程 (18 5.2 系统设计软件介绍 (195.3 VHDL语言的介绍 (195.4 系统设计 (20结论 (29致谢 (30参考文献 (311 绪论随着大规模、甚大规模的集成电路的设计技术的飞速发展,科技的日益更新,跟随而来的是各种的芯片的弄能不段的变复杂,而同时,数字产品例如掌上电脑、网络设备、音频设备、高清电视等,对高性能的内存的需求也越来越高。
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基于Xilinx的DDR2 SDRAM存储控制器的用户接
口设计与仿真
摘要：使用功能强大的FPGA来实现一种DDR2 SDRAM存储器的用户接口。
该用户接口是基于XILINX公司出产的DDR2 SDRAM的存储控制器，由于该公司出产的这种存储控制器具有很高的效率，使用也很广泛，可知本设计具有很大的使用前景。
本设计通过采用多路高速率数据读写操作仿真验证，可知其完全可以满足时序要求，由综合结果可知其使用逻辑资源很少，运行速率很高，基本可以满足所有设计需要。
现如今，随着电子技术和通信技术的飞速发展，电路设计对存储器的要求也越来越高，其主要体现在对存储器的容量和存储操作速度两个方面。
鉴于此，JEDEC定义了DDR2 SDRAM技术标准，其以低能耗、低发热量、高密度以及高频率成为了现代存储技术的核心器件。
DDR2自身的工作频率可以达到667MHz，几乎可以满足所有电路设计的要求。
而这也使得整个电路设计的频率瓶颈出现宰了用户设计部分与DDR2存储器之间的逻辑上，主要是因为DDR2本身的结构特性是的DDR2的操作时许很复杂苛刻。
而这之间的部分又主要分为DDR2存储控制器和用户接口部分。
现如今已经有了很多的厂家在生产DDR2存储控制器，其中以Xilinx公司设计的ddr2存储控制器效率最高使用最为广泛，该存储控制器的单独操作频率非常高，完全不会影响DDR2存储器的操作，因此这又将整个电路系统的频率瓶颈缩小到用户接口部分。
用户接口的设计有很多种方案，而FPGA以其高速度、丰富的片。