SDRAM有一個(gè)同步接口，在響應(yīng)控制輸入前會(huì)等待一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，這樣就能和計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)總線同步。時(shí)鐘被用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)有限狀態(tài)機(jī)，對(duì)進(jìn)入的指令進(jìn)行管線(Pipeline)操作。這使得SDRAM與沒(méi)有同步接口的異步DRAM相比，可以有一個(gè)更復(fù)雜的操作模式。下面宇芯電子介紹關(guān)于靜態(tài)SDRAM和動(dòng)態(tài)SDRAM的區(qū)別。

靜態(tài)記憶

假設(shè)我們要將16Mb存儲(chǔ)器連接到FPGA。

16Mb表示內(nèi)存可容納1600萬(wàn)位（準(zhǔn)確地說(shuō)是16777216位）?，F(xiàn)在，很少對(duì)比特進(jìn)行單獨(dú)尋址，而是通常以8或16的數(shù)據(jù)包（我們稱其為字）進(jìn)行尋址。因此，如果我們的16Mb存儲(chǔ)器被組織為16位的1M字，則需要20位地址總線和16位數(shù)據(jù)總線，以及一些可寫和可讀信號(hào)。

 

 

實(shí)際的存儲(chǔ)器也將具有CS（片選），如果存儲(chǔ)器是同步的，則為時(shí)鐘（為清晰起見，在圖片中將其省略）。

現(xiàn)在，如果該內(nèi)存是一個(gè)Blockram（在FPGA內(nèi)部），它將看起來(lái)有所不同（假設(shè)存在如此大的16Mb Blockram ...典型的Blockram要小得多）。

 

 

如您所見，它仍然是一塊內(nèi)存，但是有兩條地址總線。那是因?yàn)楝F(xiàn)代FPGA中的Blockram是雙端口的……這意味著兩個(gè)代理可以同時(shí)訪問(wèn)存儲(chǔ)器。通常，一個(gè)代理寫入內(nèi)存，而另一個(gè)則讀取。因此，每個(gè)代理的內(nèi)存都有獨(dú)立的地址和數(shù)據(jù)總線。上面的圖片在頂部顯示了第一個(gè)（寫）代理，在底部顯示了第二個(gè)（讀）代理。更高級(jí)的Blockram允許每個(gè)代理讀取和寫入，但是上面顯示的體系結(jié)構(gòu)是最常用的。同樣，blockram通常也被同步使用，因此每個(gè)代理都必須提供一個(gè)時(shí)鐘（未在圖片中顯示）。
 

到目前為止，所顯示的內(nèi)存是靜態(tài)的，這意味著僅通過(guò)對(duì)其施加電源即可保存其內(nèi)容。另外，靜態(tài)存儲(chǔ)器可以看作是一個(gè)長(zhǎng)字形的線性數(shù)組（您只需提供一個(gè)地址即可訪問(wèn)匹配的數(shù)據(jù)...無(wú)需復(fù)雜）。需要權(quán)衡的是每比特成本要比...高得多。

動(dòng)態(tài)記憶

我們將使用SDRAM，它是動(dòng)態(tài)內(nèi)存（SDRAM中的“ D”）。在動(dòng)態(tài)內(nèi)存中，內(nèi)存不被視為單詞的長(zhǎng)線性數(shù)組，而是被組織為單詞的矩陣（行/列）。

 

 

上圖顯示行的12位和列的8位，如前所述總共有20個(gè)地址位...很容易。

有一種復(fù)雜性：為了提高性能，將內(nèi)存分成相等的塊（稱為“存儲(chǔ)體”）。那是因?yàn)槟承﹦?dòng)態(tài)內(nèi)存操作速度很慢，因此擁有存儲(chǔ)體可以在等待另一個(gè)存儲(chǔ)體的同時(shí)使用它。
 

因此，如果我們的16Mb SDRAM有2個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，則每個(gè)存儲(chǔ)區(qū)擁有8Mb。

 

 

訪問(wèn)SDRAM時(shí)，F(xiàn)PGA必須選擇存儲(chǔ)體（1位），行（現(xiàn)在只有11位）和列（8位），總共需要20位。但這是一個(gè)兩步過(guò)程：首先是行+庫(kù)，然后是列：

•FPGA選擇一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)并激活其行之一。然后它等待幾個(gè)時(shí)鐘（等待行準(zhǔn)備就緒）。

•現(xiàn)在，該行處于活動(dòng)狀態(tài)，F(xiàn)PGA只需提供列地址即可訪問(wèn)（讀取和/或?qū)懭耄┰撔兄兴璧娜魏螖?shù)據(jù)。

•FPGA處理完該行后，必須先關(guān)閉該行，然后再打開新行。

為了獲得最佳性能，用戶（= FPGA）希望避免過(guò)多地打開和關(guān)閉行，而是在關(guān)閉行之前盡可能多地完成工作，并在不同存儲(chǔ)體中進(jìn)行交錯(cuò)操作，以免浪費(fèi)時(shí)鐘周期。大多數(shù)SDRAM實(shí)際上有4或8個(gè)存儲(chǔ)體，每個(gè)存儲(chǔ)體都是獨(dú)立的，因此可以激活自己的行。


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