[FPGA作品]

例说FPGA连载41：DDR控制器集成与读写测试之DDR2 IP核接口描述

rousong1989

2016-10-27 16:36:58 6417 控制器接口

`例说FPGA连载41：DDR控制器集成与读写测试之DDR2 IP核接口描述

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如图4.13所示，这是DDR2 IP核与外部接口的功能框图。

图4.13 DDR IP核功能框图

● 图左侧为用户逻辑（User logic），它与DDR2 IP核的接口通常命名为“local_*”；图右侧为FPGA外部的DDR2芯片，它与DDR2 IP核的接口通常命名为“mem_*”。

● DDR2 IP核内部分两个部分，即图示的“ALTMEMPHY”和“存储控制器（Memory Controller）”，正如图中所示，它们各有分工。存储控制器产生DDR2芯片实际读写操作需要的时序；ALTMEMPHY有两部分功能，一个功能是对DDR2做自动校正（Aoto-Calibration），另一个功能是实现DDR2所需的物理接口。

● DDR2的自动校正是在初始化阶段进行的，此时ALTMEMPHY断开用户逻辑和存储控制器之间的接口，ALTMEMPHY产生存储控制器所需的DDR2读写控制，直到校正完成。在初始化过后，ALTMEMPHY将不再需要控制存储控制器，而是一直保持用户逻辑和存储控制器的连通。

● 另外，图中未明确示意，实际上这个DDR2 IP核还包括了一个PLL，用于时钟的管理。

现在我们来看ddr2_controller模块例化的接口。这里可以分为三大类，第一类为系统类接口，主要是一些系统或PLL的复位、时钟等接口；第二类为带“local_*”的接口，是DDR2 IP核与用户逻辑间的接口；第三类为带“mem_*”的接口，是DDR2 IP核与FPGA外部DDR2芯片的接口。

对于第一类接口，功能描述如表4.1所示。

表4.1 DDR2 IP核系统接口列表

信号名	方向	功能描述
global_reset_n	Input	IP核的全局异步复位信号，低电平有效。该信号有效时，将使得ALTMEMPHY（包括PLL）都进入复位状态。
pll_ref_clk	Input	PLL的输入参考时钟信号。
soft_reset_n	Input	IP核的全局异步复位信号，低电平有效。该信号只能复位ALTMEMPHY，而不能复位PLL。
aux_half_rate_clk	Output	phy_clk时钟信号的引出，时钟频率与phy_clk一样，可用于用户逻辑使用。
aux_full_rate_clk	Output	phy_clk时钟信号的引出，时钟频率是phy_clk的两倍，可用于用户逻辑使用。
reset_request_n	Output	复位输出，用于指示用户逻辑DDR2 IP核的内部PLL输出locked还未完成。
phy_clk	Output	ALTMEMPHY产生供用户逻辑使用的半速率时钟信号。所有输入和输出到ALTMEMPHY的用户逻辑接口信号，都与此时钟同步。
reset_phy_clk_n	Output	与phy_clock时钟域相关的复位信号，低电平有效。可用此时钟复位所有DDR IP核和用户逻辑接口相关的信号。

注：方向是相对DDR2 IP核而言的。

对于第二类带“local_*”的用户逻辑接口，功能描述如表4.2所示。

表4.2 DDR2 IP核本地接口列表

信号名	方向	功能描述
local_address[22:0]	Input	本地逻辑对DDR2 IP核的数据读出或写入地址。
local_write_req	Input	本地逻辑对DDR2 IP核的数据写入请求信号，高电平有效。
local_read_req	Input	本地逻辑对DDR2 IP核的数据读出请求信号，高电平有效。
local_burstbegin	Input	本地逻辑对DDR2 IP核的数据突发传输起始标志信号。多个数据传输时，该信号在 local_write_req或local_read_req信号拉高的第一个时钟周期时保持高电平，用于指示传输的起始。
local_wdata[63:0]	Input	本地逻辑写入到DDR IP核的数据总线信号，每次写入4个16bit数据。
local_be[7:0]	Input	读写数据字节使能标志信号。Local_be的每个位对应local_wdata或local_rdata的8bit数据是否有效。
local_size[2:0]	Input	突发传输的有效数据数量，即传输多少个local_wdata或local_rdata数据。
local_ready	Ouput	DDR2 IP核输出的当前读写请求已经被接收的指示信号，高电平有效。
local_rdata[63:0]	Output	DDR IP核输出的本地逻辑读出数据总线信号，每次读出4个16bit数据。
local_rdata_valid	Output	local_rdata数据总线输出有效信号，高电平有效。
local_refresh_ack	Input	本地逻辑输入到DDR IP核的刷新请求信号。
local_init_done	Output	ALTMEMPHY完成DDR存储控制器的自动校准操作，拉高该信号。该信号可以作为用户逻辑的复位信号。