DDR SDRAM在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

機(jī)的動(dòng)作，通過(guò)翻譯控制信號(hào)控制內(nèi)部狀態(tài)機(jī)產(chǎn)生控制DDR的正確時(shí)序信號(hào)，這一部分是主控制模塊的關(guān)鍵和難點(diǎn)，能否正確控制DDR的操作完全集中在此模塊

(2)外部刷新模塊是輔助主狀態(tài)機(jī)模塊控制DDR處于空閑狀態(tài)時(shí)的定時(shí)刷新

(3)地址發(fā)生模塊的作用是根據(jù)所接收由主控狀態(tài)機(jī)發(fā)送來(lái)的內(nèi)部命令產(chǎn)生所對(duì)應(yīng)的地址，然后將命令和對(duì)應(yīng)的地址同步發(fā)送給命令發(fā)送模塊

(4)命令發(fā)生模塊是與DDR芯片的接口部分，其將從地址模塊發(fā)送來(lái)的具體命令解釋成DDR所需的命令信號(hào)和控制信號(hào)以及所需的地址信號(hào)(AO～A12，BA0，BAl)

4 高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

為了能更清楚地了解DDR在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用，這里將對(duì)基于CPCI總線的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖如圖3所示

外部信號(hào)首先經(jīng)過(guò)模擬通道的調(diào)理達(dá)到A／D芯片的輸入要求，再通過(guò)A／D芯片將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送人FPGA處理當(dāng)處理器發(fā)出寫(xiě)命令時(shí)，把數(shù)字信號(hào)在FIFO內(nèi)部進(jìn)行緩存再送入DDR進(jìn)行存儲(chǔ)．如果A/D的采樣速率為200 MSa/s，則可以使用133 MHz時(shí)鐘速率的DDR芯片即可達(dá)到要求但是在內(nèi)部進(jìn)行緩存時(shí)存在一個(gè)問(wèn)題，就是寫(xiě)入F1F()的時(shí)鐘速率大于讀取FIFO的時(shí)鐘速率，這樣就會(huì)導(dǎo)致從A／D采樣過(guò)來(lái)的信號(hào)不能完整地存儲(chǔ)

在這種情況下通常采用數(shù)據(jù)分流的方式進(jìn)行解決，即把采人FPGA的200 MHz的數(shù)據(jù)流分成2路100 M的數(shù)據(jù)流，分別存入相應(yīng)的FIFO內(nèi)再以133 MHz的時(shí)鐘速率讀出送DDR進(jìn)行存儲(chǔ)，這樣就可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行完整的存儲(chǔ)當(dāng)然存儲(chǔ)過(guò)程還要通過(guò)DDR的控制模塊和FPGA內(nèi)部自帶的1P核的配合才能夠完成同理，當(dāng)處理器發(fā)出瀆命令時(shí)，在DDR控制模塊的控制下將DDR內(nèi)部數(shù)據(jù)讀回FPGA內(nèi)部，再次通過(guò)FIFO進(jìn)行緩存通常采用40 M的時(shí)鐘速率將數(shù)據(jù)送回處理器處理，從DDR寫(xiě)回FPGA的數(shù)據(jù)流時(shí)鐘速率為133 M，而從FIFO讀}IJ數(shù)據(jù)的時(shí)鐘速率為40 M；同樣存在著寫(xiě)入FIFO的時(shí)鐘速率大于讀取的時(shí)鐘速率的現(xiàn)象，但足這里不仔在數(shù)據(jù)丟火的問(wèn)題，岡為前端的分流處理已經(jīng)保證了數(shù)據(jù)的完整性這里只需對(duì)FIFO及DDR進(jìn)行控制，即對(duì)FIFO的使用率做一個(gè)控制，當(dāng)FIFO的使用率大于某一值時(shí)，停止從DDR中讀取數(shù)據(jù)；當(dāng)小于這個(gè)值時(shí)，繼續(xù)從DDR中讀取數(shù)據(jù)這樣就有足夠的數(shù)據(jù)可進(jìn)行分析處理，從而重現(xiàn)信號(hào)特征

5 結(jié) 語(yǔ)

DDR在高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用有很大的實(shí)際意義，他提高了系統(tǒng)的可靠性和數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)深度，在一定程度上有效地減小了電路設(shè)計(jì)的尺寸DDR已經(jīng)被應(yīng)用于視頻采集、內(nèi)存設(shè)計(jì)等多個(gè)領(lǐng)域其關(guān)鍵技術(shù)是DDR時(shí)序控制模塊的設(shè)計(jì)