编写SDR SDRAM页突发模式控制器的注意点-下篇

本来是没打算写这些的，但是后面逐渐发现点问题，所以决定再写一个下篇来补充说明一下。

图一

细心的网友会发现上篇末尾的打印是有点问题的，因为我的数据产生器产生的是1-200,1-200,1-200,1-200，1-200,1-200，共六组1200个8bit数据，全部写进Wrfifo，写进去之后发写请求，同时给Moni_Addr[23:0]为0，也就是0地址开始写。既然第一个数据是0102，为什么打印0000呢，这里只有一个可能，就是提前了一个节拍吧SDRAM_Read_Ack(isRead_Ack)拉高了，导致Rdfifo装进去0000。返回去查看SDRAM_Read_Ack的拉高轨迹，发现在周期的543-1055处于拉高状态。如下图起始：

图二

结束位置：

图三

这个现象很诡异，SDRAM_Read_Ack(isRead_Ack)的确是拉高了512个周期，但是呢，第一个数据对应的却是0000.我们得重新认识这个dcfifo，它很可能在里面预存了一个0000，所以我们0102就把它0000先排了出来。反过头来看Wrfifo的情况，下图：

图四

果然是在SDRAM_Write_Ack(isWrite_Ack)拉高的第一个周期对应的是0000！这dcfifo不够老实哈，有办法对付它这特性，我们拉高513个周期，提前拉高一个周期把0000拉出来，但是呢我们此时还没不发出_WRITE，这样就让SDRAM错过0000.

always@(posedge CLK_100Mor negedge RSTn)

……//忽略

else if( SDRAM_WRITE )

case( i )

0: // Send Active Command with Bank and Row address

begin Command <= _ACT; Address <= Moni_Addr[23:9]; DQM <= 2'b11; i <= i + 1'b1; end

1: // Send 1 nop Clk for tRCD-20ns 。Add isWrite_Ack

begin Command <= _NOP; DQM <= 2'b11; isWrite_Ack <= 1'b1; i <= i + 1'b1;end

//在i=1时添加一个时钟的isWrite_Ack为高。提前拉高是为了把0000先排出去

……………………………..

3:

if(C1 == 510) begin C1 <= 10'd0; i <= i + 1'b1;j <= j + 1'b1;end

else begin Command <= _NOP; DQM <= 2'b00; isWrite_Ack <= 1'b1; C1 <= C1 + 1'b1; end

串口打印修改后的数据：

图五

不过虽然写入的问题解决了，但是读的问题还在，有没有发现最后打印了两次1516，最后的一个数据应该是1718才对，因为1-200个8bit数循环，512个16bit的数打印，最后肯定是十进制的2324，即十六进制的1718。为什么1718没打印出来，却把1516打印了两遍？和下图所示一样：

图六

是不是1718没有传给SDRAM呢，看写SDRAM时的信号：

图七

最后一个数据1718已经给了SDRAM数据总线。那到底为什么没读出来呢？

走到这里的时候，我犯了个错误，怀疑逻辑了，怀疑是不是Wrfifo的最后一个1718是不是没有出来，需要再加一个数据把它挤出来？哈哈，你看，明明逻辑分析仪已经显示1718已经出来给了Wrfifo_To_SDRAM,我还怀疑它，那就试试吧，我又添加了一个时钟的SDRAM_Write_Ack(isWrite_Ack)高电平。修改如下：

………………….

3: //这里C1改成到511，再添加一个时钟，用来”期望”把1718挤出来，虚幻~

if(C1 == 511) begin C1 <= 10'd0; i <= i + 1'b1;j <= j + 1'b1;end

else begin Command <= _NOP; DQM <= 2'b00; isWrite_Ack <= 1'b1; C1 <= C1 + 1'b1; end

好了，来看打印结果：

图八

第一个数据竟让是191A！而且后面连接着0304,0102去哪了？呵呵，来看SignalTapII里面的信号吧：

图九

SignalTapII分析出了一切，我写的是第一个页0-511个地址，但是却给了513个数据，到一页的结尾时，我们没有准时发送突发中断命令，导致第513个数据从头开始写了，于是191A写进了0地址！

虽然不相信逻辑做的无用功测试，但是这个打印却能深刻说明，为什么需要中断突发命令来中断页突发操作！

好了，无用功让我们能体会到点东西，但是我们我们的问题还未解决。不过我已经有点眉目了，两次发出1516说明最后的一个读取没有更新。呵呵，来看看先前的读操作吧：

。。。

5: // Read Data

if(C1 == 511) begin C1 <= 10'd0; i <= i + 1'b1; end

else begin C1 <= C1 + 1'b1; rData <= SDRAM_DATA; isRead_Ack <= 1'b1;

　　　　　　DQM <= 2'b00;  Command <= _NOP;

end

/******************************************/

6:// Send BurstTerm

begin  Command <= _BURSTTERM; DQM <= 2'b00; isRead_Ack <= 1'b0; i <= i + 1'b1; end

。。。

上面的代码让SDRAM_Write_Ack(isWrite_Ack)拉高512周期，没错啊，但是为什么两次1516，天，我拉高isRead_Ack <= 1'b1;510次操作，511次没有操作它，所以呢，它保持了512个高电平。问题来了，那rData <= SDRAM_DATA;呢，是不是C1==511的时候，也会”保持”，当然会保持，不过是rData这个寄存器保持着上次的1516，而不是保持着又操作了一次rData <= SDRAM_DATA。这真是个很蛋疼的错误，可以说是一个低级的语法理解误区。说明一下：SDRAM_To_Rdfifo <= rData;所以呢因为第511次我们没有去操作rData <= SDRAM_DATA;所以导致rData保持了上一次的1516，而没有更新成1718。不信看看下图：

图十

果真是要非常小心的去理解表达技巧上效果啊！

好，让我们改过来吧：

。。。//红色就是添加的那句

5: // Read Data

if(C1 == 511) begin C1 <= 10'd0; rData <= SDRAM_DATA;i <= i + 1'b1; end

else begin C1 <= C1 + 1'b1; rData <= SDRAM_DATA; isRead_Ack <= 1'b1;

　　　　　　DQM <= 2'b00;  Command <= _NOP;

end

/******************************************/

6:// Send BurstTerm

begin  Command <= _BURSTTERM; DQM <= 2'b00; isRead_Ack <= 1'b0; i <= i + 1'b1; end

。。。

编译烧写，看串口：

图十一

哈哈，perfect！经过此番细细挖掘一番，我们获得了两个进步：第一，认识到了页突发的读和写操作结束后的确是非常需要突发中断命令(BURST TERM)的，不然它真的会循环从头开始读或者写，所以我们要准时发送_ BURSTTERM拉住这头驴。第二，我真的觉得学一种语言要建立自己的一套表述风格，并且深刻理清它，不然它会把你的逻辑搞混乱。

/*****************************************************************************/

我还有一些疑问：

1.上面的操作都是单次操作，那么连续操作会不会有什么问题呢？

2.我们已经知道页突发模式是不支持Auto-precharge,那么它要不要手动precharge？或者突发中断命令BURSTTERM已经包括了完成释放资源的操作？

第一个问题，其实就是回答连续操作和单次操作有什么不同。我是遇到了点问题，就是Auto-Refresh的时间控制，这个真的非常重要，在上一篇中，我们已经知道了在100M的情况下，781个CLK就必须刷新电容了。而我们一次性的读或写操作已经耗费了500多个CLK。这个概念就是我们惊醒一次读或者写就马上得进行Auto-Refresh操作，这个不是开完笑的，不信你试试，超时之后数据完全丢失！哈哈，我第一次试连续操作，七改八改的，没有满足这个时间就造成第二次读取完全错误的数据。有的网友开始问了，假设我530个CLK完成一个读或者写操作，那还剩下281个CLK岂不是干等，浪费了，哎呀，如果你一定要用这200多个时钟，那就弄个组合吧，burst1/2/4/8 + full-page burst，打个比方就是写burst8+页操作读，很多论文都这样写的哦，哈哈，鄙视太多的论文，根本说不清楚。好了，别担心，因为我们一次读或写操作之后就马上进行了Auto-Refresh，然后又可以进行下一次读或写操作了，这个效率算是很高的！

我的多次读写是这样测试的，先把Wrfifo和Rdfifo都扩大，至少扩大到可以装1024个16bit吧，这样就能先对0地址写512个数据，然后再给512这个虚拟地址写后面512个16bit数据。写完之后，就可以同理连续读两次了，照样，串口打印吧。

这第二个问题一直存在我心中，只不过在上一篇里面没做过测试，不敢下妄言。现在在连续读写完成的情况下，我做了个实验，先对0地址写一组数据，再重复对0地址，然后先去读512这个首地址的数据，再去读0地址的数据。

图十二

第一个黑框写第一组数据到0地址，第二个黑框写第二组数据到0地址，第三个黑框去读512地址的数据，第四黑框就是去读0开始地址的整页数据。如果第二个黑框操作失败，那么第四个黑框操作后，打印的会是01020304…..。看下面不是0102开始，而是1B1C，这已经是第二组数据了。

好了，看打印结果吧：

图十三

呵呵，证明了，连续突发的页操作是不需要precharge操作的，或者可以认为BURSTTERM终止命令已经释放了控制的资源，不会让下一次操作失效。

结束语：本来是没想写这么多的，累人，不过有些东西还是说透彻点好，说透彻了证明自己才懂了。这些图弄的粗糙，大家凑合着看吧