[發明專利]一種低功耗、高數據吞吐量的SDRSDRAM控制器及其工作方法

在審

• 申請號: 201611000248.3
• 申請日: 2016-11-14
• 公開（公告）號: CN106649155A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 葛慶國
• 申請（專利權）人: 山東高云半導體科技有限公司
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16;G11C11/406
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種低功耗、高數據吞吐量的SDR SDRAM控制器，其特征在于，該控制器包括PLL、自動刷新模塊、用戶接口模塊、命令控制模塊和CLKDIV模塊、OSER/IDES接口模塊。

2.根據權利要求1所述的一種低功耗、高數據吞吐量的SDR SDRAM控制器，其特征在于，所述PLL為FPGA芯片內部自帶的鎖相環電路，通過PLL產生SDR SDRAM控制器所需的時鐘信號，包括CLKDIV時鐘和SDR SDRAM時鐘；所述CLKDIV時鐘為所述CLKDIV模塊提供時鐘源，與SDR SDRAM時鐘的頻率值相等；SDR SDRAM時鐘為SDR SDRAM提供工作時鐘。

3.根據權利要求1所述的一種低功耗、高數據吞吐量的SDR SDRAM控制器，其特征在于，所述自動刷新模塊為命令控制模塊提供自動刷新請求信號，用于SDR SDRAM刷新控制。

4.根據權利要求1所述的一種低功耗、高數據吞吐量的SDR SDRAM控制器，其特征在于，所述用戶接口模塊介于用戶接口與命令控制模塊中間，實現數據處理、地址處理和空閑指示處理；用戶接口模塊與用戶接口間的信號包括讀寫數據、讀寫地址、讀寫使能、讀寫長度、空閑指示、讀寫響應、讀有效指示和時鐘。

5.根據權利要求1所述的一種低功耗、高數據吞吐量的SDR SDRAM控制器，其特征在于，所述命令控制模塊的作用包括：完成初始化處理、自動刷新處理、控制器時序控制和命令數據收發處理；

所述命令控制模塊與用戶接口模塊間信號包括讀寫使能、讀寫地址、讀寫數據、空閑指示和讀有效指示；

所述命令控制模塊與自動刷新模塊間信號包括自動刷新請求、自動刷新響應；

所述命令控制模塊與存儲器接口間接口信號包括地址、數據、控制；上電后，命令控制模塊首先進行初始化等待，然后對SDR SDRAM進行初始化，完成后進入空閑狀態，根據自動刷新請求或讀寫請求進行工作；

所述初始化處理用于進行初始化等待，并初始化SDR SDRAM控制器；

所述自動刷新處理用于SDR SDRAM的刷新控制，保證數據存儲的有效性；

所述控制器時序控制用于產生SDR SDRAM控制器的初始化、刷新、讀寫操作的工作時序；

所述命令數據收發處理用于產生發送到SDR SDRAM的各種控制和讀寫命令。

6.根據權利要求1所述的一種低功耗、高數據吞吐量的SDR SDRAM控制器，其特征在于，所述CLKDIV模塊為FPGA芯片內部資源，為OSER/IDES接口模塊提供數據時鐘：由CLKDIV模塊產生2分頻得到控制器工作時鐘，為自動刷新模塊、用戶接口模塊和命令控制模塊提供時鐘信號。

7.根據權利要求1所述的一種低功耗、高數據吞吐量的SDR SDRAM控制器，其特征在于，所述OSER/IDES接口模塊包括OSER接口模塊和IDES接口模塊；所述OSER/IDES接口模塊的鏈路時鐘來自CLKDIV時鐘，數據時鐘來自CLKDIV模塊的分頻時鐘。

8.根據權利要求1所述的一種低功耗、高數據吞吐量的SDR SDRAM控制器，其特征在于，所述OSER/IDES接口模塊的速率比為1:4。

9.根據權利要求1-8任意一項所述的一種低功耗、高數據吞吐量的SDR SDRAM控制器的工作方法，其特征在于，包括初始化、自動刷新、數據地址處理、數據讀寫操作和預充電處理。

10.根據權利要求9所述的一種低功耗、高數據吞吐量的SDR SDRAM控制器的工作方法，其特征在于，具體步驟包括：

(1)命令控制模塊首先進行初始化等待，待達到預設等待時間后，進入步驟(2)；

(2)然后命令控制模塊對SDR SDRAM進行初始化；

(3)判斷初始化SDR SDRAM控制器是否完成，如果完成，進入步驟(4)，否則，返回步驟(2)；

(4)SDR SDRAM控制器置于空閑狀態；

(5)命令控制模塊判斷所述自動刷新模塊是否發出自動刷新請求，如果是，所述命令控制模塊開始對SDR SDRAM執行自動刷新操作，刷新完成后返回步驟(4)；否則，進入步驟(6)；

(6)用戶接口模塊判斷用戶接口是否有讀寫請求,如果有，用戶接口模塊對收到的數據、地址分別進行緩存處理、地址映射，然后向命令控制模塊發送讀寫請求，進入步驟(7)；如果沒有，返回步驟(4)；

(7)命令控制模塊根據用戶接口模塊的讀寫請求向SDR SDRAM發送激活、讀寫指令，并通過OSER/IDES接口模塊完成并串轉換后發給SDR SDRAM，進入步驟(8)；

(8)命令控制模塊根據用戶接口模塊發送來的數據長度進行讀寫，同時讀寫數據通過OSER/IDES接口模塊完成并串/串并轉換；

(9)命令控制模塊判斷讀寫是否結束，如果是，進入步驟(10)；否則，返回步驟(9)；

(10)命令控制模塊對SDR SDRAM進行預充電，完成后進入步驟(4)。