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QDR SRAM與Spartan3 FPGA的接口設計(3)

2011年06月01日 09:57 電子技術應用 作者:秩名 用戶評論(0
2.2.1 時序的實現

  該設計的難點就在于如何滿足CY7C1302的時序要求。所有的CY7C1302信號都被寄存在I/O緩沖器以及HSTL緩沖器中。在寫周期的時間里,所有的信號必須滿足那些數據建立和保持時間的要求。這就意味著必須應付來自Spartan FPGA(時鐘輸出)的傳輸總延遲,板的接線延遲以及QDR的記憶建立時間。所有的延遲總和必須少于寫操作的時間周期,即要求:

  Tco(FPGA)+Tpd(Board)+Tsu(QDR SRAM)實際:

  2.5ns+0.6ns+0.8ns=3.8ns

  可見時鐘輸出時間和QDR的建立時間值分別為2.5ns和0.8ns。因此對板延遲來說有個很充足的時間盈余,QDR存儲器要求必須有0.5ns的保持時間。

  在讀周期時間,數據必須滿足FPGA的建立和保持時間。

  即:

  Tco(QDR SRAM)+Tpd(Board)+Tsu(Spartan3)實際:

  2.5ns+0.6ns+1.55ns=4.65ns

  Spartan3系列FPGA的建立時間是1.55ns。再加上QDR SRAM的時鐘輸出時間為2.5ns,這些時間要求使得系統工作在100MHz時鐘下就可以有很充足的時間盈余。為確保該控制器的正常工作,必須要求FPGA的可配置邏輯模塊數不少于100,至少2個數字時鐘管理模塊,2個全局時鐘緩沖模塊以及119個I/O緩沖模塊。若使用更快速的Spartan3系列FPGA可以使該設計的接口性能得到進一步的提高。

  2.2.2設計的綜合

  經過綜合以后的結果表明:完全控制器的邏輯圖顯示存儲器和它的三路18位總線之間的接口以及主機和雙重36位數據總線、18位地址總線的接口。Spartan3系列FPGA的內部時鐘工作在200MHz,由于DDR接口在時鐘的上升沿和下降沿均傳輸數據,所以外部總線的時鐘只需100MHz。來自主機的36位讀數據通路在內部就被分為兩個18位的部分并分別設置了寄存器鎖存。這兩個寄存器工作在200MHz的時鐘下,在時鐘的上升沿和下降沿都只允許一個寄存器發送或接收數據。

  該設計旨在利用低成本的FPGA實現高性能QDR SRAM的接口連接。故選擇了具有低成本與豐富性能的結合Spartan-3系列的FPGA,它能夠以最高的性價比實現完整的系統功能。該接口設計的實際意義更在于,Spartan-3系列FPGA內部具有的可配置I/O單元。因為通過在實現中配置相應選項,可使不同的I/O單元滿足不同的I/O標準,從而使得Spartan-3系列的FPGA在通信領域中應用非常便捷。在該設計中存儲器控制器必須工作在HSTL電壓以便支持存儲器和存儲器控制器的輸入輸出的高速數據操作。

  除此之外,在可編程的片上系統SOPC(System On Programmable Chip)中,為了簡化系統的結構,提高系統的整體性能,必須接入外部存儲器。SOPC技術的目標就是試圖將盡可能大而完整的電子系統在單一FPGA中實現。這就必須在FPGA芯片上外接存儲器以用來存儲FPGA所要處理的數據或者在進行數據交換時用來對數據進行暫存以及輔助完成一些其他功能。SOPC的發展使得該設計的應用進一步推廣。

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( 發表人:葉子 )

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