SDRAM工作原理及S3C2410 SDRAM控制器配置方法

SDRAM的工作原理、控制时序、及相关控制器的配置方法一直是嵌入式系统学习、开发过程中的一个难点。掌握SDRAM的知识对硬件设计、编写系统启动代码、提高系统存取效率、电源管理都有一定的意义。本文想通过：

1.SDRAM的工作原理。
2.HY57V561620 SDRAM介绍。
3.S3C2410和HY57V561620的接线方法。
4.S3C2410 SDRAM控制器的配置方法。
5.SDRAM控制时序分析

这5个方面来帮助初学者了解SDRAM。文章分为2篇，第1篇讲解前3个知识点，第2篇讲解后2个。

一、SDRAM的工作原理

SDRAM之所以成为DRARM就是因为它要不断进行刷新（Refresh）才能保留住数据，因此它是DRAM最重要的操作。

那么要隔多长时间重复一次刷新呢？目前公认的标准是，存储体中电容的数据有效保存期上限是64ms（毫秒，1/1000秒），也就是说每一行刷新的循环周期是64ms。这样刷新速度就是：行数量/64ms。我们在看内存规格时，经常会看到4096 Refresh Cycles/64ms或8192 Refresh Cycles/64ms的标识，这里的4096与8192就代表这个芯片中每个Bank的行数。刷新命令一次对一行有效，发送间隔也是随总行数而变化，4096行时为15.625μs（微秒，1/1000毫秒），8192行时就为7.8125μs。HY57V561620为8192 refresh cycles / 64ms。

SDRAM是多Bank结构，例如在一个具有两个Bank的SDRAM的模组中，其中一个Bank在进行预充电期间，另一个Bank却马上可以被读取，这样当进行一次读取后，又马上去读取已经预充电Bank的数据时，就无需等待而是可以直接读取了，这也就大大提高了存储器的访问速度。
为了实现这个功能，SDRAM需要增加对多个Bank的管理，实现控制其中的Bank进行预充电。在一个具有2个以上Bank的SDRAM中，一般会多一根叫做BAn的引脚，用来实现在多个Bank之间的选择。
SDRAM具有多种工作模式，内部操作是一个复杂的状态机。SDRAM器件的引脚分为以下几类。

（1）控制信号：包括片选、时钟、时钟使能、行列地址选择、读写有效及数据有效。
（2）地址信号：时分复用引脚，根据行列地址选择引脚，控制输入的地址为行地址或列地址。。
（3）数据信号：双向引脚，受数据有效控制。

SDRAM的所有操作都同步于时钟。根据时钟上升沿控制管脚和地址输入的状态，可以产生多种输入命令。

模式寄存器设置命令。
激活命令。
预充命令。
读命令。
写命令。
带预充的读命令。
带预充的写命令。
自动刷新命令。
自我刷新命令。
突发停命令。
空操作命令。

根据输入命令，SDRAM状态在内部状态间转移。内部状态包括模式寄存器设置状态、激活状态、预充状态、写状态、读状态、预充读状态、预充写状态、自动刷新状态及自我刷新状态。
SDRAM支持的操作命令有初始化配置、预充电、行激活、读操作、写操作、自动刷新、自刷新等。所有的操作命令通过控制线CS#、RAS#、CAS#、WE#和地址线、体选地址BA输入。

1、行激活

行激活命令选择处于空闲状态存储体的任意一个行，使之进入准备读/写状态。从体激活到允许输入读/写命令的间隔时钟节拍数取决于内部特征延时和时钟频率。HY57V561620内部有4个体，为了减少器件门数，4个体之间的部分电路是公用的，因此它们不能同时被激活，而且从一个体的激活过渡到另一个体的激活也必须保证有一定的时间间隔。

2、预充电

预充电命令用于对已激活的行进行预充电即结束活动状态。预充电命令可以作用于单个体，也可以同时作用于所有体（通过所有体预充电命令）。对于猝发写操作必须保证在写入预充电命令前写操作已经完成，并使用DQM禁止继续写入数据。预充电结束后回到空闲状态，也可以再次被激活，此时也可以输入进入低功耗、自动刷新、自刷新和模式设置等操作命令。

预充电中重写的操作与刷新操作一样，只不过预充电不是定期的，而只是在读操作以后执行的。因为读取操作会破坏内存中的电荷。因此，内存不但要每64ms刷新一次，而且每次读操作之后还要刷新一次。

3、自动预充电

如果在猝发读或猝发写命令中，A10/AP位置为“1”，在读写操作完成后自动附加一个预充电动作。操作行结束活动状态，但在内部状态机回到空闲态之前不能给器件发送新的操作命令。

4、猝发读

猝发读命令允许某个体中的一行被激活后，连续读出若干个数据。第一个数据在经过指定的CAS延时节拍后呈现在数据线上，以后每个时钟节拍都会读出一个新的数据。猝发读操作可以被同体或不同体的新的猝发读/写命令或同一体的预充电命令及猝发停止命令中止。

5、猝发写

猝发写命令与猝发读命令类似，允许某个体中的一行被激活后，连续写入若干个数据。第一个写数据与猝发写命令同时在数