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例说FPGA连载41:DDR控制器集成与读写测试之DDR2 IP核接口描述

时间:10-27 来源:互联网 点击:
例说FPGA连载41:DDR控制器集成与读写测试之DDR2 IP核接口描述

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        如图4.13所示,这是DDR2 IP核与外部接口的功能框图。


图4.13 DDR IP核功能框图

● 图左侧为用户逻辑(User logic),它与DDR2 IP核的接口通常命名为“local_*”;图右侧为FPGA外部的DDR2芯片,它与DDR2 IP核的接口通常命名为“mem_*”。

● DDR2 IP核内部分两个部分,即图示的“ALTMEMPHY”和“存储控制器(Memory Controller)”,正如图中所示,它们各有分工。存储控制器产生DDR2芯片实际读写操作需要的时序;ALTMEMPHY有两部分功能,一个功能是对DDR2做自动校正(Aoto-Calibration),另一个功能是实现DDR2所需的物理接口。

● DDR2的自动校正是在初始化阶段进行的,此时ALTMEMPHY断开用户逻辑和存储控制器之间的接口,ALTMEMPHY产生存储控制器所需的DDR2读写控制,直到校正完成。在初始化过后,ALTMEMPHY将不再需要控制存储控制器,而是一直保持用户逻辑和存储控制器的连通。

● 另外,图中未明确示意,实际上这个DDR2 IP核还包括了一个PLL,用于时钟的管理。

现在我们来看ddr2_controller模块例化的接口。这里可以分为三大类,第一类为系统类接口,主要是一些系统或PLL的复位、时钟等接口;第二类为带“local_*”的接口,是DDR2 IP核与用户逻辑间的接口;第三类为带“mem_*”的接口,是DDR2 IP核与FPGA外部DDR2芯片的接口。

        对于第一类接口,功能描述如表4.1所示。

表4.1 DDR2 IP核系统接口列表

信号名

方向

功能描述

global_reset_n

Input

IP核的全局异步复位信号,低电平有效。该信号有效时,将使得ALTMEMPHY(包括PLL)都进入复位状态。

pll_ref_clk

Input

PLL的输入参考时钟信号。

soft_reset_n

Input

IP核的全局异步复位信号,低电平有效。该信号只能复位ALTMEMPHY,而不能复位PLL。

aux_half_rate_clk

Output

phy_clk时钟信号的引出,时钟频率与phy_clk一样,可用于用户逻辑使用。

aux_full_rate_clk

Output

phy_clk时钟信号的引出,时钟频率是phy_clk的两倍,可用于用户逻辑使用。

reset_request_n

Output

复位输出,用于指示用户逻辑DDR2 IP核的内部PLL输出locked还未完成。

phy_clk

Output

ALTMEMPHY产生供用户逻辑使用的半速率时钟信号。所有输入和输出到ALTMEMPHY的用户逻辑接口信号,都与此时钟同步。

reset_phy_clk_n

Output

与phy_clock时钟域相关的复位信号,低电平有效。可用此时钟复位所有DDR IP核和用户逻辑接口相关的信号。

注:方向是相对DDR2 IP核而言的。

        对于第二类带“local_*”的用户逻辑接口,功能描述如表4.2所示。

表4.2 DDR2 IP核本地接口列表

信号名

方向

功能描述

local_address[22:0]

Input

本地逻辑对DDR2 IP核的数据读出或写入地址。

local_write_req

Input

本地逻辑对DDR2 IP核的数据写入请求信号,高电平有效。

local_read_req

Input

本地逻辑对DDR2 IP核的数据读出请求信号,高电平有效。

local_burstbegin

Input

本地逻辑对DDR2 IP核的数据突发传输起始标志信号。多个数据传输时,该信号在 local_write_req或local_read_req信号拉高的第一个时钟周期时保持高电平,用于指示传输的起始。

local_wdata[63:0]

Input

本地逻辑写入到DDR IP核的数据总线信号,每次写入4个16bit数据。

local_be[7:0]

Input

读写数据字节使能标志信号。Local_be的每个位对应local_wdata或local_rdata的8bit数据是否有效。

local_size[2:0]       

Input

突发传输的有效数据数量,即传输多少个local_wdata或local_rdata数据。

local_ready

Ouput

DDR2 IP核输出的当前读写请求已经被接收的指示信号,高电平有效。

local_rdata[63:0]

Output

DDR IP核输出的本地逻辑读出数据总线信号,每次读出4个16bit数据。

local_rdata_valid

Output

local_rdata数据总线输出有效信号,高电平有效。

local_refresh_ack

Input

本地逻辑输入到DDR IP核的刷新请求信号。

local_init_done

Output

ALTMEMPHY完成DDR存储控制器的自动校准操作,拉高该信号。该信号可以作为用户逻辑的复位信号。

注:方向是相对DDR2 IP核而言的。

       

第三类是带“mem_*”的DDR2芯片接口,前面已经给出基本的功能描述,这里不再赘述。DDR2的在我们设计中例化的接口映射代码如下所示。

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        //DDR2 controller and phy

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