DSP片外高速海置SDRAM存儲(chǔ)系統(tǒng)解析

在數(shù)字圖像處理、航空航天等高速信號(hào)處理應(yīng)用場(chǎng)合，需要有高速大容量存儲(chǔ)空間的強(qiáng)力支持，來滿足系統(tǒng)對(duì)海量數(shù)據(jù)吞吐的要求。通過使用大容量同步動(dòng)態(tài)RAM（SDRAM）來擴(kuò)展嵌入式DSP系統(tǒng)存儲(chǔ)空間的方法，選用ISSI公司的IS42S16400高速SDRAM芯片，詳細(xì)論述在基于TMS320C6201（簡稱C6201）的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)中此設(shè)計(jì)方法的具體實(shí)現(xiàn)。
　　1 IS42S16400芯片簡介
　　IS42S16400是ISSl公司推出的一種單片存儲(chǔ)容量高達(dá)64 Mb（即8 MB）的16位字寬高速SDRAM芯片。SDRAM的主要特點(diǎn)是：①同步訪問，讀寫操作需要時(shí)鐘；②動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)，芯片需要定時(shí)刷新。IS42S16400采用CMOS工藝，它的同步接口和完全流水線的內(nèi)部結(jié)構(gòu)使其擁有極大的數(shù)據(jù)傳輸速率，可以工作在高達(dá)133 MHz的時(shí)鐘頻率下，刷新頻率每64 ms為4096次。該SDRAM芯片內(nèi)部有4個(gè)存儲(chǔ)體（bank），通過行、列地址分時(shí)復(fù)用系統(tǒng)地址總線，對(duì)不同存儲(chǔ)體內(nèi)不同頁面的具體存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫訪問尋址。在進(jìn)行讀操作之前，必須預(yù)先激活SDRAM內(nèi)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)體，并選擇存儲(chǔ)器的某一行，然后送人列地址讀取需要的數(shù)據(jù)。從輸出列地址到SDRAM返回相應(yīng)數(shù)據(jù)之間存在一個(gè)存取延遲。如果訪問新的頁面，則先需要關(guān)閉所有的存儲(chǔ)體，否則已打開的頁面將一直有效。在寫操作之前，由于已經(jīng)預(yù)先激活了有關(guān)的行地址，因此可以在輸出列地址的同時(shí)輸出數(shù)據(jù)，沒有延遲。IS42S16400提供自刷新模式的設(shè)置，可以使芯片運(yùn)行在低功耗的狀態(tài)下，從而大大減少嵌入式系統(tǒng)的功率消耗。
　　2 C6201與SDRAM的外部存儲(chǔ)器接口
　　DSP芯片訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)必須通過外部存儲(chǔ)器接口EMlF（External Memory Interface）。C6000系列DSPs的EMIF具有很強(qiáng)的接口能力，不僅具有很高的數(shù)據(jù)吞吐率（最高達(dá)1200 MB／s），而且可以與目前幾乎所有類型的存儲(chǔ)器直接接口。在C6201系統(tǒng)中，提供了4個(gè)彼此獨(dú)立的外存接口（CEX）。除CEl空間只支持異步接口外，所有的外部CEx空間都支持對(duì)SDRAM的直接接口。表1總結(jié)了C620XDSPs的EMIF所兼容的SDRAM配置。表2給出了C6000系列DSPs的EMIF所支持的SDRAM控制命令。
　　
　　2．1 SDRAM的刷新
　　為了提高存儲(chǔ)容量，SDRAM采用硅片電容來存儲(chǔ)信息。隨著時(shí)間的推移，必須給電容重新充電才能保持電容里的數(shù)據(jù)信息，這就是所謂的“刷新”。它的存在也使得SDRAM的應(yīng)用變得略顯復(fù)雜，帶來了一定的應(yīng)用難度。