SDRAM 从倒退至今历经了五代,别离是:第一代 SDR SDRAM,第二代 DDR SDRAM,第三代 DDR2 SDRAM,第四代 DDR3 SDRAM,第五代 DDR4 SDRAM,SDRAM 有一个同步接口,在响应管制输出前会期待一个时钟信号,这样就能和计算机的系统总线同步。时钟被用来驱动一个无限状态机,对进入的指令进行管线 (Pipeline) 操作。接下来由专一于代理销售 SDRAM、SRAM、PSRAM、MRAM 等存储芯片供应商英尚微电子解析这款比脑力更弱小的 DDR SDRAM 控制器。
任何 DRAM 控制器背地的智商都是与命令时序和执行相干的逻辑。DDR SDRAM 不是简略的设施。它们蕴含多个独立的存储体,并且每个随机读取或写入拜访都必须在存储体激活命令之前,最初是存储体预充电命令。一旦激活了存储体,后果就是关上一个数据页,该页面容许对存储体的一小部分进行多个读或写操作。
为了最大化存储通道带宽,提前查看命令队列并将所有拜访凋谢库中所有关上页面的命令组合在一起是无利的。通过命令从新排序和调度来缩小存储体激活和预充电“停机工夫”的开销能够显着进步 SoC 到存储通道的性能。
存储器控制器还应尽所有致力“暗藏”存储区,以激活并在命令槽中预充电命令,否则该命令槽将不可用。最小化命令争用还能够优化通道性能。
DDR SDRAM 控制器逻辑还必须满足 DRAM 的刷新要求。在不耐提早的命令和过期的刷新要求之间进行仲裁须要控制器内简单的优先级划分。控制器还必须常常在 SoC 中应用内存资源的多个子块之间进行仲裁。这种仲裁要求可能对存储通道中的流量进行优先级排序,而又不会通过高优先级命令的无尽队列使低优先级命令处于饥饿状态。最终,该过程永远不可能是完满的,并且常常针对特定利用进行量身定制。
IP 救济
开发 DDR SDRAM 接口须要多个工程学科。应用典型的 ASIC 设计流程(RTL,逻辑综合,布局和布线)开发存储器控制器的大脑,并在齐全定制的混合信号设计环境(示意图捕捉,模仿仿真,定制布局)中开发 PHY 的性能。)。很少有古代 SoC 可能与领有这两个畛域的专业知识和 EDA 工具的设计团队分割在一起。侥幸的是当今的 SoC 设计人员不再须要放心存储器控制器和接口的挑战,因为当初能够应用半导体 IP,从而缩小了总开发成本和上市工夫。