FPGA DDR3调试

FPGA DDR3调试

Spartan6 FPGA芯片中集成了MCB硬核，它可以支持到DDR3。在Xilinx的开发工具Xilinx ISE中提供了MIG IP核，设计者可以用它来直接生成 DDR3 控制器设计模块，并通过 MIG 的 GUI 图形界面完成相关配置。

首先，建立ISE工程，并添加MIG IP核，

接下来进行MIG IP核配置，这里列出主要的部分，

这里选择DDR的类型，并选择使用Spartan6的哪一个bank,一般选择左边的bank，

这里设置DDR3的时钟频率以及DDR3的设备型号，Xilinx列举了部分DDR3型号，如果没有，则需要点击“create custom part”自定义型号，这里注意在自定义型号的时候最好选择一个模板与自己的DDR3型号数据位宽一样的，因为自定义选项中无法修改数据位宽（当然也可以在生成的代码中修改位宽），在自定义界面中，主要设置与DDR3有关的几个时间参数以及地址线宽度，这些信息都可以在芯片的Datasheet上找到，

这里选择不同的端口方式，可以选择一个端口，也可以选择不同位宽的多个端口，选择多个端口时，可以对不同的端口进行读写控制，这在乒乓模式操作DDR3时有用（如利用P0端口对地址1进行写操作，同时利用P1端口对地址2进行读操作；完成一次读写时，P0端口对地址2进行写操作，同时利用P1端口对地址1进行读操作），以及地址映射关系（可以查看：Spartan-6 FPGA Memory Interface Solutions 和 Spartan-6 FPGA Memory Controller），

这里设置RZQ和ZIO的引脚，需要根据硬件电路来进行选择，同时可以选择是否使用chipscope调试，如果自己添加chipscope的话就不需要。

生成MIG IP核以后，可以新建工程，在user_design文件下拷贝以下文件（选中部分为自己添加），然后进行代码修改。

首先，完成约束文件的修改，使之与自己的硬件设备一致，一般有以下几点：

1、 VCCAUX 电压修改

CONFIG VCCAUX=3.3; # Valid values are 2.5 and 3.3

2、 系统时钟输入的周期，需要跟PCB板上的晶振频率一样。

NET "memc3_infrastructure_inst/sys_clk_ibufg" TNM_NET = "SYS_CLK3";

TIMESPEC "TS_SYS_CLK3" = PERIOD "SYS_CLK3"  20  ns HIGH 50 %;

3、 修改部分管脚电压和位置，如时钟、复位管脚等

接下来完成顶层文件的设置，一般有以下几点：

1、 复位极性与PCB板一致

2、 根据板子上的时钟修改DDR3时钟配置部分，我使用的时钟输入为50Mhz,由于在MIG中设置了 DDR3 的频率为312.5MHz，且DDR3是上下沿采样，所以FPGA内部 DDR3控制器的时钟需要625MHz，所以这里先把时钟频率倍频25, 再分频2，得625Mh的CLKOUT0和CLKOUT1， 再分频 8分别得到 user interface 的时钟和 calibration 的时钟 78.125Mhz。

3、 删除mcb_traffic_gen相关例化代码，编写自己的DDR3测试代码，并例化

4、 编写DDR3测试代码，需参考Spartan-6 FPGA Memory Controller中的读写时序，主要参考，主要包含命令、数据、地址，本测试中，由于采用了128bit的单端口，所以每写一个数据，地址线需要加8，若涉及到突发读写，则地址线也要相应按8的倍数增加。

5、最后添加chipscope，完成测试