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设计和调试高速存储器接口的高效设计流程模型介绍

2018年01月12日 11:48 次阅读

许多FPGA设计都采用高速存储器接口,可能调试比较困难,不过只要采用正确的方法就能成功进行调试。

现代FPGA通常连接高速SRAM和SDRAM存储器。要确保这种器件无差错运行,调试起来可能比较困难。我们必须确保包括电路板布局、电源和FPGA中存储器接口电路等诸多因素准确无误,才能实现一款切实可行的存储器设计。

您在调试SRAM和SDRAM存储器时可能会遇到一些问题,而这些问题有可能会让您头疼好几天。设计和调试高速存储器接口时必须确保采用适当的调试方法。下面我将介绍的高效设计流程模型采用的是赛灵思Virtex®-4和Virtex-5 FPGA,然而Virtex-6和7系列器件也同样存在问题和相应的解决方案。我和同事采用赛灵思存储器接口生成器(MIG)工具来生成所有的存储器IP核,并通过赛灵思ISE®工具来进行设计的综合和布局布线。在详细分析特定设计的特性之前,我们不妨先来看看赛灵思MIG工具、针对赛灵思FPGA的存储器校准过程以及我们用来验证存储器接口设计的内建自测试(BIST)电路。

赛灵思存储器接口生成器

赛灵思提供存储器接口生成器工具为其FPGA器件生成存储器接口内核。

从赛灵思CORE Generator™调用的MIG工具可为DDR-II SRAM、DDR2 SDRAM和QDR-II SRAM等各种类型存储器生成接口。图1显示了赛灵思CORE Generator屏幕截图,详细介绍了MIG3.6.1中支持的赛灵思器件系列和存储器。此外,还有一款7系列MIG工具可支持赛灵思最新器件。

MIG通过图形用户界面(GUI)输入存储器和FPGA类型的详细信息,最后生成VHDL语言或Verilog语言的寄存器传输级(RTL)文件,以及有关存储器接口的用户约束文件(UCF)。您可将这两类文件与设计方案的其它部分进行综合。此外,MIG还可生成基础架构模块,为存储器接口提供所需的时钟和复位。此外,该工具还提供测试平台电路,可用来生成存储器器件的读写操作,以验证正常运行。您可从赛灵思网站下载MIG工具及其支持的FPGA和存储器的完整介绍。

校准注意事项

为了确保从存储器准确捕获数据到FPGA中,存储器接口内核应在使用读取数据路径前对其进行校准。校准过程在加电时自动进行。基本而言,数据训练模式被写入到存储器中,随后不断读回。这是过程分三个阶段:第一阶段要让读取数据窗口相对于数据选通信号居中,对进入FPGA的数据进行计时;第二阶段要确保居中的数据和时钟同步于FPGA时钟域,从而使数据能在输入触发器和FPGA架构中的触发器之间传输;第三阶段则提供读取验证信号。赛灵思MIG文档全面介绍了各种不同类型的存储器校准过程。

图1- CORE Generator MIG工具支持多代赛灵思FPGA。

时钟生成器和内建自测试电路(BIST)

我们采用赛灵思MIG工具生成所有存储器接口设计。不过在一些设计实例中我们则不用MIG工作流程。我们使用的FPGA所在的电路板是针对各种用户和应用设计的。因此我们要设计一个定制时钟生成器与复位模块,提供用户应用所需的所有时钟和复位。这意味着应移除MIG生成的基础架构模块并从我们的定制模块为存储器接口提供时钟和复位。

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微控制器原理及应用

硅晶圆供给端保守扩产,硅晶圆价格获得支撑

终端电子产品对芯片业务的提升来自两个方面,一是终端产品对资料运算量的需求提升,二是终端产品的功能复杂...

发表于 2017-12-26 09:37 1338次阅读
硅晶圆供给端保守扩产,硅晶圆价格获得支撑

对于早期、现在和未来存储器的详细解析

如今,我们电脑上常用的存储设备容量基本都是几百G。即便是小巧的MP3播放器和其他手持设备,通常都是好...

发表于 2017-12-25 11:43 1314次阅读
对于早期、现在和未来存储器的详细解析

DRAM供不应求,2018市场将是大好年!

受惠于人工智慧及云端运算对高效能运算的强劲需求,2018年伺服器出货量可望创下新高,也带动伺服器DR...

发表于 2017-12-25 08:56 2561次阅读
DRAM供不应求,2018市场将是大好年!

负反馈放大电路

发表于 2017-12-22 19:29 643次阅读
负反馈放大电路

新华三存储的“闪”亮之旅

新华三存储产品部总经理徐润安称之为存储的先知系统。“InfoSight收集到了很多数据,能让我们更清...

发表于 2017-12-21 13:58 1798次阅读
新华三存储的“闪”亮之旅

多功能存储器芯片测试系统硬件设计方法

随着电子技术的飞速发展, 存储器的种类日益繁多,每一种存储器都有其独有的操作时序,为了提高存储器芯片...

发表于 2017-12-21 09:20 2468次阅读
多功能存储器芯片测试系统硬件设计方法

基于单片机存储器的配置的详细分析

单片机存储器配置:片内RAM 128字节(00H—7FH).

发表于 2017-12-20 16:36 999次阅读
基于单片机存储器的配置的详细分析

STM32内部架构及一些经典设计分享

从用户级到特权级的唯一途径就是异常:如果在程序执行过程中触发了一个异常,处理器总是先切换入特权级,并...

发表于 2017-12-20 07:35 3047次阅读
STM32内部架构及一些经典设计分享

EEPROM存储器外设及驱动代码应用设计

ZLG 为用户提供了大量标准的外设驱动与相关的协议组件,意在建立完整的生态系统。无论你选择什么MCU...

发表于 2017-12-20 06:28 4207次阅读
EEPROM存储器外设及驱动代码应用设计

cmos芯片的作用及主要用途

CMOS芯片是一种低耗电存储器,其主要作用是用来存放BIOS中的设置信息以及系统时间日期。CMOS制...

发表于 2017-12-13 18:29 842次阅读
cmos芯片的作用及主要用途

d触发器是干什么的_d触发器有什么用

触发器是一个具有记忆功能的,具有两个稳定状态的信息存储器件,是构成多种时序电路的最基本逻辑单元,也是...

发表于 2017-12-12 17:20 2900次阅读
d触发器是干什么的_d触发器有什么用

sdram基础知识总结

SDRAM:Synchronous Dynamic Random Access Memory,同步动...

发表于 2017-12-11 16:43 191次阅读
sdram基础知识总结

eeprom跟flashrom有什么区别

FlashROM它的最大特点是必须按块擦除, 而EEPROM则可以一次只擦除一个字节(Byte)。一...

发表于 2017-12-11 15:37 319次阅读
eeprom跟flashrom有什么区别

dma技术的工作原理分析

DMA技术是Direct Memory Access的缩写。其意思是“存储器直接访问”。它是指一种高...

发表于 2017-12-07 16:21 421次阅读
dma技术的工作原理分析

高速缓冲存储器基础知识详细介绍

高速缓冲存储器(Cache)其原始意义是指存取速度比一般随机存取记忆体(RAM)来得快的一种RAM基...

发表于 2017-12-06 17:35 256次阅读
高速缓冲存储器基础知识详细介绍

2017年全球半导体规模将达4,289亿美元创下...

在无线通讯和资料处理市场需求强劲,以及存储器售价高居不下的推动下,2017年第3季全球半导体产业市场...

发表于 2017-12-06 16:49 949次阅读
2017年全球半导体规模将达4,289亿美元创下...

用Labview VISA操作设备寄存器存在的问题

发表于 2017-11-09 10:38 507次阅读
用Labview VISA操作设备寄存器存在的问题

DDR3 容量及多通道设计求教

发表于 2017-10-25 19:53 370次阅读
DDR3  容量及多通道设计求教

存储器的分类介绍 各种存储器功能分类大全

发表于 2017-10-24 14:31 887次阅读
存储器的分类介绍 各种存储器功能分类大全

如何利用PSRAM提供STM32单片机的性能以及产品应用

发表于 2017-10-12 14:09 738次阅读
如何利用PSRAM提供STM32单片机的性能以及产品应用