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并串转换的作用是提升数据的速率

发布时间:2020/8/16 9:23:06 访问次数:1595

读数据状态:开启FIFO通道,关闭总线开关以断开SDRAM与CPU之间的数据连接;在SDRAM控制器的控制下,将SDRAM1/2中的数据同时(并行)读出;经过FIFO的缓冲得到连续的数据流,再经32位向16位的并串转换,将数据速率提升2倍后,供给DAC进行数-模转换,即可得到所编辑的信号。

图1中用两片SDRAM并行工作,是因单片SDRAM不可能提供300MSPS的数据流。实际使用的器件是K4S641632C-TC60,工作时钟为166MHz。FIFO缓存SDRAM的输出数据,将突发数据流转换成连续数据流,使得在SDRAM处于刷新状态时,仍能维持正常的数据输出。实际使用的器件是两片并行工作的IDT72V263L6PF,写入时钟为166MHz,读出时钟为150MHz。并串转换的作用是提升数据的速率,在DAC器件内部完成,笔者采用具有良好动态性能的AD9755AST。CPU及控制接口是一个基于PC的ISA设备,可改进为PCI设备;时钟电路用来产生166MHz和150MHz的同步时钟。下面重点研究SDRAM控制器的设计,它是本系统的主要特色之一。

制造商

TXC CORPORATION

制造商零件编号

9C-8.000MAAJ-T

描述

CRYSTAL 8.0000MHZ 18PF SMD

对无铅要求的达标情况 无铅

湿气敏感性等级 (MSL) 1(无限)

详细描述 8MHz-±30ppm-晶体-18pF-HC-49-US

类型 MHz 晶体

频率 8MHz

频率稳定度 ±30ppm

频率容差 ±30ppm

负载电容 18pF

ESR(等效串联电阻) 80 Ohms

工作模式 基谐

工作温度 -20°C ~ 70°C

等级 -

安装类型 表面贴装

封装/外壳 HC-49/US

大小/尺寸 0.449" 长 x 0.189" 宽(11.40mm x 4.80mm)

高度 - 安装(最大值) 0.161"(4.10mm)

经过以上简化的状态机。

SDRAM控制器的EPLD实现,为了实现上述简化的SDRAM控制功能,采用一片ALTERA公司生产的EPLD器件MAX7256ATC144-6。图4是任意波形发生器SDRAM控制流示意图。由于具体编程要涉及许多细节问题,在此不做赘述,其主要功能如下:

通过ISA总线,实现与CPU的接口,接收波形数据和读命令;

上电自动初始化;

生成23位(8M字存储器空间)的线性地址,并按行列复用的方式输出;

生成SDRAM的控制信号,完成读、写和自动刷新功能;

控制FIFO,以解决SDRAM刷新和波形长度不是页长度的倍数问题。

虽然完全应用SDRAM确实比较复杂,但只要本着“够用就行”的原则,对其功能进行合理的简化,设计出具有特殊需求、适用于特定条件的SDRAM控制器是完全可行的。目前,笔者已将基于SDRAM的任意波形发生器应用到多个研发项目中。


(素材来源:eccn和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)

读数据状态:开启FIFO通道,关闭总线开关以断开SDRAM与CPU之间的数据连接;在SDRAM控制器的控制下,将SDRAM1/2中的数据同时(并行)读出;经过FIFO的缓冲得到连续的数据流,再经32位向16位的并串转换,将数据速率提升2倍后,供给DAC进行数-模转换,即可得到所编辑的信号。

图1中用两片SDRAM并行工作,是因单片SDRAM不可能提供300MSPS的数据流。实际使用的器件是K4S641632C-TC60,工作时钟为166MHz。FIFO缓存SDRAM的输出数据,将突发数据流转换成连续数据流,使得在SDRAM处于刷新状态时,仍能维持正常的数据输出。实际使用的器件是两片并行工作的IDT72V263L6PF,写入时钟为166MHz,读出时钟为150MHz。并串转换的作用是提升数据的速率,在DAC器件内部完成,笔者采用具有良好动态性能的AD9755AST。CPU及控制接口是一个基于PC的ISA设备,可改进为PCI设备;时钟电路用来产生166MHz和150MHz的同步时钟。下面重点研究SDRAM控制器的设计,它是本系统的主要特色之一。

制造商

TXC CORPORATION

制造商零件编号

9C-8.000MAAJ-T

描述

CRYSTAL 8.0000MHZ 18PF SMD

对无铅要求的达标情况 无铅

湿气敏感性等级 (MSL) 1(无限)

详细描述 8MHz-±30ppm-晶体-18pF-HC-49-US

类型 MHz 晶体

频率 8MHz

频率稳定度 ±30ppm

频率容差 ±30ppm

负载电容 18pF

ESR(等效串联电阻) 80 Ohms

工作模式 基谐

工作温度 -20°C ~ 70°C

等级 -

安装类型 表面贴装

封装/外壳 HC-49/US

大小/尺寸 0.449" 长 x 0.189" 宽(11.40mm x 4.80mm)

高度 - 安装(最大值) 0.161"(4.10mm)

经过以上简化的状态机。

SDRAM控制器的EPLD实现,为了实现上述简化的SDRAM控制功能,采用一片ALTERA公司生产的EPLD器件MAX7256ATC144-6。图4是任意波形发生器SDRAM控制流示意图。由于具体编程要涉及许多细节问题,在此不做赘述,其主要功能如下:

通过ISA总线,实现与CPU的接口,接收波形数据和读命令;

上电自动初始化;

生成23位(8M字存储器空间)的线性地址,并按行列复用的方式输出;

生成SDRAM的控制信号,完成读、写和自动刷新功能;

控制FIFO,以解决SDRAM刷新和波形长度不是页长度的倍数问题。

虽然完全应用SDRAM确实比较复杂,但只要本着“够用就行”的原则,对其功能进行合理的简化,设计出具有特殊需求、适用于特定条件的SDRAM控制器是完全可行的。目前,笔者已将基于SDRAM的任意波形发生器应用到多个研发项目中。


(素材来源:eccn和ttic.如涉版权请联系删除。特别感谢)

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