Xilinx FPGA平台DDR3设计保姆式教程(四)

实验任务：

将输入数据(data_in)存入ddr，然后读出，验证输入输出数据是否相等。

一、前言

接上一篇(3)MIG的使用教程

MIG配置如下：

1. 系统时钟sys_clk = 200Mhz

2. 系统复位sys_rst 低有效

3. 模式：4：1

4. 位宽： 16bit

注：由于选择的DDR3的突然长度为8，所以mig的数据位宽=16*8=128bit，对应到代码即app_wdf_data[127:0] , app_rd_data[127:0]。

二、系统方案

2.1方案设计

实验任务：

将数据(data_in),存入ddr，然后读出，验证输入输出数据是否相等。

实验目的：

初步掌握DDR读写设计。

为什么要先过FIFO再写入DDR?

因为DDR接口对用户而言并不是一直有效，只有等DDR“有效”时(app_rdy = 1 && app_wdf_rdy = 1)，才能进行写入。

2.1.1输入接口时序图

输入数据为1-50共50个数据，以vld_in信号表征输入数据有效。

2.2状态机设计

2.2.1独热码localparam S0_IDLE = 6'b000001; //初始化状态，DDR初始化成功就跳转S1

localparam S1_WAIT = 6'b000010; //等待状态，等FIFO缓存好数据就跳转S2
localparam S2_WRITE = 6'b000100; //写DDR状态，FIFO数据写完就跳转到S3
localparam S3_WR_DONE = 6'b001000; //写完成状态，给出读地址初始值就跳到S4
localparam S4_READ = 6'b010000; //读DDR状态，读到相应长度的数量就跳到S5
localparam S5_RD_DONE = 6'b100000; //读完成状态，跳回IDLE

2.2.2状态机流程图

2.2.3三段式状态机
always @(posedge sys_clk or posedge sys_rst)begin
if(sys_rst == 1'b1)
current_state else
current_state end
always @(*)begin
case(current_state)
S0_IDLE :
if(init_calib_complete == 1'b1)
next_state else
next_state S1_WAIT :
if(eof == 1'b1)
next_state else
next_state S2_WRITE :
if(ififo_empty == 1'b1)
next_state else
next_state S3_WR_DONE :
next_state S4_READ :
if(cnt_read == cnt_length)
next_state else
next_state S5_RD_DONE :
next_state default :
next_state endcase
end
always @(posedge sys_clk or posedge sys_rst)begin
if(sys_rst == 1'b1)begin
cnt_length cnt_read cnt_write app_addr end
else case(current_state)
S0_IDLE : ;
S1_WAIT : ;
S2_WRITE:
if(app_rdy && app_wdf_rdy && app_en)begin
app_addr cnt_write end
else begin
app_addr cnt_write end
S3_WR_DONE :begin
cnt_length app_addr end
S4_READ :
if(app_rdy && app_en)begin
app_addr cnt_read end
else begin
app_addr cnt_read end
S5_RD_DONE :begin
cnt_length cnt_read cnt_write end
default : ;
endcase
end

代码很简单，对应流程图跳转，此处不再啰嗦 。

2.3app接口设计

assign app_wdf_mask = 16'b0; //掩码置0，表示传输的全部为有效数据
assign ififo_rden = (current_state == S2_WRITE)&& app_rdy && app_wdf_rdy;
assign app_en = ((current_state == S2_WRITE)&&(ififo_vld)) || (current_state == S4_READ);
assign app_cmd = (current_state == S4_READ) ? 3'b001 : 3'b000;
assign app_wdf_wren = ififo_vld;
assign app_wdf_end = ififo_vld;
assign app_wdf_data = ififo_rdata;

三、仿真结果

因为DDR仿真，需要用到ddr3_model和其他文件，单开一篇来讲解。

这里只看仿真结果。

输入：

输出：

输入数据： 1-50;

输出数据： 1-50;

DDR读写测试成功!

审核编辑：汤梓红