DSP片外高速海置SDRAM存儲系統(tǒng)解析

在數(shù)字圖像處理、航空航天等高速信號處理應用場合，需要有高速大容量存儲空間的強力支持，來滿足系統(tǒng)對海量數(shù)據(jù)吞吐的要求。通過使用大容量同步動態(tài)RAM（SDRAM）來擴展嵌入式DSP系統(tǒng)存儲空間的方法，選用ISSI公司的IS42S16400高速SDRAM芯片，詳細論述在基于TMS320C6201（簡稱C6201）的數(shù)字信號處理系統(tǒng)中此設計方法的具體實現(xiàn)。
　　1 IS42S16400芯片簡介
　　IS42S16400是ISSl公司推出的一種單片存儲容量高達64 Mb（即8 MB）的16位字寬高速SDRAM芯片。SDRAM的主要特點是：①同步訪問，讀寫操作需要時鐘；②動態(tài)存儲，芯片需要定時刷新。IS42S16400采用CMOS工藝，它的同步接口和完全流水線的內部結構使其擁有極大的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以工作在高達133 MHz的時鐘頻率下，刷新頻率每64 ms為4096次。該SDRAM芯片內部有4個存儲體（bank），通過行、列地址分時復用系統(tǒng)地址總線，對不同存儲體內不同頁面的具體存儲單元進行讀寫訪問尋址。在進行讀操作之前，必須預先激活SDRAM內對應的存儲體，并選擇存儲器的某一行，然后送人列地址讀取需要的數(shù)據(jù)。從輸出列地址到SDRAM返回相應數(shù)據(jù)之間存在一個存取延遲。如果訪問新的頁面，則先需要關閉所有的存儲體，否則已打開的頁面將一直有效。在寫操作之前，由于已經預先激活了有關的行地址，因此可以在輸出列地址的同時輸出數(shù)據(jù)，沒有延遲。IS42S16400提供自刷新模式的設置，可以使芯片運行在低功耗的狀態(tài)下，從而大大減少嵌入式系統(tǒng)的功率消耗。
　　2 C6201與SDRAM的外部存儲器接口
　　DSP芯片訪問片外存儲器時必須通過外部存儲器接口EMlF（External Memory Interface）。C6000系列DSPs的EMIF具有很強的接口能力，不僅具有很高的數(shù)據(jù)吞吐率（最高達1200 MB／s），而且可以與目前幾乎所有類型的存儲器直接接口。在C6201系統(tǒng)中，提供了4個彼此獨立的外存接口（CEX）。除CEl空間只支持異步接口外，所有的外部CEx空間都支持對SDRAM的直接接口。表1總結了C620XDSPs的EMIF所兼容的SDRAM配置。表2給出了C6000系列DSPs的EMIF所支持的SDRAM控制命令。
　　
　　2．1 SDRAM的刷新
　　為了提高存儲容量，SDRAM采用硅片電容來存儲信息。隨著時間的推移，必須給電容重新充電才能保持電容里的數(shù)據(jù)信息，這就是所謂的“刷新”。它的存在也使得SDRAM的應用變得略顯復雜，帶來了一定的應用難度。