SDRAM基础知识

SDRAM知识普及

在学习SDRAM之前，必须先了解"SDRAM"这个概念性的东西，并有感性的认识转变到一种理性的认识，所谓理性的认识就是实质性的东西…….不多说，相信你已经迫不急待了。那我们就开始了。

初识SDRAM

SDRAM的全称是：Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存储器，同步是指 Memory工作需要同步时钟，内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准；动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失；随机是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。

相信通过这段话，你已经知道什么是SDRAM了，这里面有几个概念性的东西需要我们好好了解：同步、动态、随机。

同步：这个词在FPGA设计之中我们经常会遇到它，它反映了驱动sdram必须遵守一种时序原则，就是数据/命令和时钟在时间上同时的概念，也是在驱动sdram时要十分注意的一点。

动态：RAM这中存储结构会掉电丢失，在上电的时候也会丢失。为什么？因为SDRAM内部存储的数据是二进制数据，非0则1。用来存储该二进制数据的电路是由电容构成的，由于电容这种器件会随着时间而慢慢放电，就像人的记忆一样，有些记忆会随着时间的流逝而淡忘了。很简单，如果你不想让某些事某些人淡忘，怎么办？就只有时不时地去回忆。那SDRAM不想"忘"了它的数据，怎么办，一样，也只有不断地回忆，就是不断地去刷新里面的存储电路。

随机：随机就是不指定为一次连续，也就是可以对SDRAM里面的随意地址进行读写操作。

SDRAM的历史

SDRAM从发展到现在已经经历了四代，分别是：第一代SDR SDRAM，第二代DDR SDRAM，第三代DDR2 SDRAM，第四代DDR3 SDRAM.

第一代SDRAM采用单端（Single-Ended）时钟信号,第二代、第三代与第四代由于工作频率比较快，所以采用可降低干扰的差分时钟信号作为同步时钟。

SDR SDRAM的时钟频率就是数据存储的频率，第一代内存用时钟频率命名，如pc100，pc133则表明时钟信号为100或133MHz，数据读写速率也为100或133MHz。

之后的第二，三，四代DDR（Double Data Rate）内存则采用数据读写速率作为命名标准，并且在前面加上表示其DDR代数的符号，PC-即DDR，PC2=DDR2，PC3=DDR3。如PC2700是DDR333，其工作频率是333/2=166MHz，2700表示带宽为2.7G。

DDR的读写频率从DDR200到DDR400，DDR2从DDR2-400到DDR2-800，DDR3从DDR3-800到DDR3-1600。

实验中要操作的SDRAM就是第一代SDRAM，虽然SDRAM经历了这么多次的更新换代，但其内部的架构还是相差无几，更多的是在速率和存储数量上的不同。

实验的SDRAM介绍

通过上面的两节，相信你已经对SDRAM已经有了大致的了解。现在就以实验中用到的SDRAM--HY57V641620ET-H（海力士的SDRAM）为一个例子对SDRAM的内部结果进行一个详细的介绍

HY57V641620ET-H的内部结构

通过上图可以看到SDRAM的"五脏六腑"，下面就来一一剖析：

SDRAM指令接口模块，这些信号组成了SDRAM的控制指令，控制指令通过"state machine"进行译码，由此产生了一系列的控制动作。

SDRAM地址线，其中包括块地址线、行地址线、列地址线，至于会有这么多线，是因为用到了总线复用，其行线和列线分时复用，从而节省了总线资源，又可以操作到SDRAM的全部存储单元。至于块地址线，下面会讲到。

SDRAM存储块和数据接口：HY57V641620ET-H内部存储由四个一模一样的存储块组成，至于怎么识别这四个存储块，必须要有两条地址线，所以就用到了上面的那两条地址线。

动作电路模块：这几个模块主要是根据"state machine"的译码结果进行工作的、包括行列地址的编码、自刷新定时和自刷新操作。

模式寄存器解码和突发操作模块：在对SDRAM的寄存器进行配置的时候，是通过地址线对SDRAM进行配置的，SDRAM中有一种突发操作模式，该模式由寄存器进行配置，所以该电路中包含一个突发操作的计数器。至于突发操作的原理下面会涉及到。

相信看到这里，你已经对SDRAM由感性的认识升级到实质性的认识，恭喜你，哈哈….

HY57V641620ET-H的存储量

看到这之前相信你应该了解过不少SDRAM的资料，也相信很多资料中从未讲过SDRAM名称的问题，现在我就来帮你解析这个SDRAM

HY：代表是海力士的SDRAM存储器

57：代表这是SDRAM芯片

V：代表这个SDRAM芯片工作电压是3.3V

641620：代表这个SDRAM芯片的存储容量

ET：代表SDRAM的块反应时间和封装

H：代表SDRAM的速度等级

下面我们来计算下这个芯片的存储容量：

存储容量由存储深度和存储宽度决定，这是任何存储芯片存储容量的定义；

存储深度：HY57V641620ET-H内部有4个块，每个块有行地址12bit，列地址8bit

所以每个块就有2^12*2^8 = 4096*256=1048576个存储单元，4个块就有4*1048576=4194304个存储单元。

存储宽度：该SDRAM的数据位宽为16bit

存储容量：4194304*16bit = 67108864bit，就是64M

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