1. SDRAM理论基础

1、SDRAM（synchronous dynamic random access memory）同步动态随机存储器
2、SDRAM 容量=数据位宽x存储单元数量（Bank数x行地址x列地址）
对于SDRAM仿真module（sdram_module_plus.v）：数据位宽为16位、bank数为4、每个bank大小为2Mbit
3、SDRAM初始化过程、各命令对应引脚电平如图1.1、图1.2所示

图1.1 初始化时序图

图1.2 命令真值表

2. SDRAM初始化模块以及仿真

初始化模块流程：
A、上电后给到一定延时（200us）
B、输出PRECHARGE命令
C、经过一个时钟周期（20ns）输出AUTO REFRESH命令
D、经过四个时钟周期（80ns）再次输出一个AUTO REFRESH命令
E、最后输出MODE REGISTER SET命令
F、完成SDRAM初始化

仿真结果：

图1.3 刷新模块仿真结果

运行一段时间过后（210us），已有初始化完成信息显示如图1.3所示，CAS潜伏期（给出读命令后，数据会有相应的延时才会输出），设置为3个时钟周期，设置突发长度为4个存储单元，突发类型为连续型。

3.TOP模块的仲裁机制

这个仲裁模块利用状态机来实现，主要用于处理刷新、读、写操作的先后顺序问题。
目前只写了仲裁状态ARBIT、刷新状态AREF和初始状态IDLE。初始状态结束后进入仲裁状态，在仲裁状态下收到刷新使能后进入刷新状态，在刷新状态下收到刷新完成后进入仲裁状态。

4. SDRAM刷新模块代码以及仿真

刷新功能整体时序如图1.4

图1.4 刷新时序图

A、一片SDRAM有4096行，4个bank，每一次只刷新4个bank的一行，在64ms内需要刷新到所有4096行，所以每次刷新的间隔为64000us/4096=15us。
B、当刷新模块内部计数到15us时，向TOP模块发送刷新请求，仲裁模块回送刷新使能命令。
C、刷新模块只需要在PRECHARGE命令后（20ns）输出一次刷新命令即可完成一次刷新。
D、仿真结果如图1.5

图1.5 刷新仿真结果

可以看到在初始化完成后，每隔15us SDRAM就完成了一次刷新。

5.代码

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6.参考资料

【开源骚客】基于FPGA的SDRAM控制器设计

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