DDR3 SDRAM配置教程

來源：至芯

DDR3 SDRAM(Double-Data-Rate ThreeSynchronous Dynamic Random Access Memory)是DDR SDRAM的第三代產(chǎn)品，相較于DDR2，DDR3有更高的運行性能與更低的電壓。DDR SDRAM是在SDRAM技術的基礎上發(fā)展改進而來的；與SDRAM相比，DDR SDRAM的最大特點是雙沿觸發(fā)，即在時鐘的上升沿和下降沿都能進行數(shù)據(jù)采集和發(fā)送，同樣的工作時鐘，DDR SDRAM的讀寫速度比傳統(tǒng)的SDRAM快一倍。本次實驗使用的DDR3芯片是MT41J256MM16，芯片的bank位寬為，行位寬為，列位寬為，所以它的地址大小等于，數(shù)據(jù)位寬為16bit，所以容量大小為256Mb*16bit，也就是512MB。DDR3是半雙工，讀寫不能同時發(fā)生，掉電數(shù)據(jù)丟失。

1)點擊“IP Catalog”按鈕。

2)在搜索欄中輸入MIG，此時出現(xiàn)MIG IP核，直接雙擊打開。

3)確認工程的信息，主要是芯片信息和編譯環(huán)境的信息，如果沒有問題，直接點擊“Next”。

4)選擇“Create Design”，在“Component Name”一欄設置該IP核的名稱，這里取默認軟件的名稱，再往下選擇控制器數(shù)量，默認為“1”即可。最后是AXI4接口，本工程使用的是Native接口，不勾選。配置完點擊“Next”。

5)這一頁主要是讓用戶選擇可以兼容的芯片，本工程默認不勾選，即不需要兼容其他的FPGA芯片。配置完成點擊“Next”。

6)這一頁選擇第一個選項“DDR3 SDRAM”，因為本實驗用的就是DDR3芯片。配置完成點擊“Next”。

7)配置MIG IP核。

Clock Period：DDR3芯片運行時鐘周期，這個參數(shù)的范圍和FPGA的芯片選型以及具體類型的速度等級有關。本實驗選擇1250ps，對應800MHz。注意這個時鐘是由MIG IP核產(chǎn)生，并輸出給DDR3物理芯片使用，它關系到DDR3芯片具體的運行帶寬。本次實驗的開發(fā)板板載了2顆DDR3芯片，數(shù)據(jù)位寬為32位，因為是雙沿觸發(fā)，這里帶寬達到了800*32*2=51.2Gb/s。

PHY to ControllerClock Ratio：DDR3物理芯片運行時鐘和MIG IP核的用戶端（FPGA）的時鐘之比，一般有4:1和2:1兩個選項，本次實驗選4:1。由于DDR芯片的運行時鐘是800MHz，因此MIG IP核的用戶時鐘就是200MHz。當DDR3時鐘選擇了350MHz到最高的400MHz，比例默認只為4:1，低于350MHz才有4:1和2:1兩個選項。

VCCAUX_IO：這是FPGA高性能bank（High Performancebank）的供電電壓。它的設置取決于MIG控制器運行的周期/頻率。當用戶讓控制器工作在最快頻率的時候，系統(tǒng)會默認為2.0V。

Memory Type：DDR3存儲器類型選擇。本實驗選擇Component。

Memory Part：DDR3芯片的具體型號。本實驗選擇MT41J256M8XX-125，這個型號其實和實際硬件原理圖上的型號是不同的，這個沒關系，只要用戶的DDR3芯片容量和位寬一致大部分是可以兼容的，其他的型號也是可以的。

Memory Voltage：是DDR3芯片的電壓選擇，本實驗選1.5V。

Data Width：數(shù)據(jù)位寬選擇，根據(jù)硬件原理圖選擇，選擇32，因為是2片DDR拼接而成的。

ECC：ECC校驗使能，數(shù)據(jù)位寬為72位的時候才能使用，本實驗不使用它。

Data Mask：數(shù)據(jù)屏蔽管腳使能。

Number of BankMachine：Bank Machine的數(shù)量是用來對具體的每個或幾個來單獨控制的，選擇多了控制效率就會高，相應的占用的資源也多，本實驗選擇4個，平均一個Bank Machine控制兩個Bank。

ORDERING：該信號用來決定MIG控制器是否可以對它的指令進行重新排序，選擇Normal則允許，Strict則禁止。本實驗選擇Normal，從而獲得更高效率。

點擊“Next”，如下圖所示：

Input ClockPeriod：MIG IP核的系統(tǒng)輸入時鐘，該輸入時鐘是由FPGA內(nèi)部產(chǎn)生的，本次實驗選擇的時鐘頻率為200MHz（5000ps）。

Read Burst Typeand Length：突發(fā)類型選擇，突發(fā)類型有順序突發(fā)和交叉突發(fā)兩種，本實驗選擇順序突發(fā)（Sequential），其突發(fā)長度固定為8。

Output DriverImpdance Control：輸出阻抗控制。本實驗選擇RZQ/7。

RTT：終結電阻，可進行動態(tài)控制。本實驗選擇RZQ/4。

Controller ChipSelect Pin：片選管腳引出使能。本實驗選擇enable，表示把片選信號cs引出來，由外部控制。

BANK_ROW_COLUMN：尋址方式選擇。本實驗選擇第二種，即BANK-ROW-COLUMN的形式，這是一種最常規(guī)的DDR3尋址方式，即要指定某個地址，先指定bank，再指定行，最后指定列，這樣就確定了具體地址。一般來說這樣尋址方式有利于降低功耗，但是讀寫性能上不如“ROW_BANK_COLUMN”。配置完成點擊“Next”。

System Clock：MIG IP核輸入時鐘。本實驗選擇“Differential”，由外部晶振提供。

Referance Clock：MIG IP核參考時鐘。選擇“Use SystemClock”這個選項，這時候的MIG IP系統(tǒng)時鐘同時作為了參考時鐘，MIG IP核參考時鐘要求是200MHz，而MIG IP核的系統(tǒng)時鐘剛好也使用了200MHz的系統(tǒng)時鐘。

System ResetPolarity：復位有效電平選擇。本實驗選擇“ACTIVE HIGH”高電平有效。

Debug SignalsControl：該選項用于控制MIG IP核是否把一些調(diào)試信號引出來，它會自動添加到ILA，這些信號包括一些DDR3芯片的校準狀態(tài)信息。本實驗選擇“OFF”，不需要讓MIG IP核產(chǎn)生各種調(diào)試信號。

Sample DataDepth：采樣深度選擇。當“Debug Signals Control”選擇“OFF”時，所有采樣深度是不可選的。

Internal Vref：內(nèi)部參考管腳，表示將某些參考管腳當成普通的輸入管腳來用。由于開發(fā)板的IO資源較為緊張，因此這里需要選擇“ON”，把參考管腳當做普通的輸入管腳來用。

IO PowerReduction：IO管腳節(jié)省功耗設置。本實驗選擇“ON”，即開啟。

XADCInstantiation：XADC模塊例化。使用MIG IP核運行的時候需要進行溫度補償，可以直接選擇XADC模塊的溫度數(shù)據(jù)引到MIG IP核來使用，否則需要額外提供溫度數(shù)據(jù)，所以本實驗選擇“Enable”。

點擊“Next”按鈕，界面如下圖所示：

上圖界面是內(nèi)部高性能bank端接匹配阻抗的設置，這里不去改它，默認50歐姆即可。接下來點擊“Next”，界面如下圖所示：

選擇第一種，點擊“Next”，如下圖所示：

點擊“Next”，如下圖所示：

點擊“Next”，如下圖所示：

選擇“Accept”，點擊“Next”，如下圖所示：

點擊“Next”，如下圖所示：

點擊“Generator”，如下圖所示：

選擇“OOC”模式，點擊“Next”，如下圖所示：