基于FPGA的高速SDRAM控制器的视频应用

2009-09-30 19:50:05来源: 武汉大学

  0 引言

  SDRAM(同步动态存储器)是一种应用广泛的存储器,具有容量大、数据读写速度快、价格低廉等优点,特别适合那些需要海量存储器的应用领域,例如视频方面。

  这里有一个视频项目要求将非标准的ITU-R BT.656视频格式的数据转换成VGA格式,直接用于显示器显示。如图1,输入的视频格式是非标准的ITU-R BT.656格式,图像分辨率是1280×1024,帧速是15帧/秒,每一个像素点是24bit;输出的视频格式是VGA格式,图像分辨率是1280× 1024,帧速是60帧/秒,每一个像素点还是24bit。

视频项目的功能图

  本项目使用SDRAM来存储视频数据。在设计中,要求能够将一幅完整的图像(1280×1024×24bit)存储在SDRAM中。并且要求读写突发长度是1280,即一行视频数据(1280×24bit)。SDRAM突发长度最高只能达到256(即SDRAM芯片的一列的长度),为此需要使用FPGA专门实现一个SDRAM控制器。在控制器的设计中通过采用切换bank操作、自动预冲、集中刷新等技术实现了这种超长突发长度的数据读写。同样通过适当地修改此控制器,可以实现任意突发长度的数据读写。

  1 SDRAM基本特性

  本设计中采用的SDRAM芯片的型号是MT48LC2M3282-7。SDRAM的主要操作包括初始化、读写和刷新操作。SDRAM的初始化操作过程如下:上电后等待100 μs;然后依次完成预冲,两次刷新操作;接下来就可以配置寄存器了。至此整个初始化工作结束,SDRAM进入正常工作状态。SDRAM进入正常工作状态后,就可以根据命令来工作。这些命令包括:预冲(Precharge)和自动预冲(AutoPrecharge)、激活(Active)、读 (read)、写(write)、自动刷新(Auto Refresh)和自刷新(Self Refresh)等。根据本设计的需要,这里详细介绍设计中相关的命令:自动预冲、激活、读写、自动刷新。自动预冲命令是SDRAM芯片在一次突发读/写结束后自动发出预冲命令,将读写的行关闭。它与预冲命令有着相同的功能,但是发起命令的方式不一样。预冲命令是SDRAM控制器发起的命令,它需要占据 SDRAM的总线,在这段时间不能读写数据。而自动预冲命令是SDRAM自动的行为,不需要占据SDRAM的总线。这个命令是在发起读写命令时设置的。

  激活命令是对SDRAM的某一行激活,这样才能对这一行数据发起读写操作。读写命令是对某一激活的行进行突发读写操作。具体的突发读写的数据长度在初始化时配置寄存器时设置了。

  刷新命令是对SDRAM内的数据完成再生的操作,因为SDRAM采用电容存储数据,而电容存在漏电的现象,因此需要隔一段时间对电容作一次刷新(即重新充电),一般来说要求64ms内将SDRAM的所有行都刷一遍。SDRAM有两种刷新命令:自动刷新和自刷新。自刷新是在芯片处于低功耗状态下时才使用的方式,芯片内部自动完成刷新操作。自动刷新是控制器发起的刷新操作,它必须在SDRAM没有激活行时才能进行刷新操作,而且需要占用一定的时间(大约 60~70ns)。控制器可以根据需要选择在何时刷新,即定时刷新,或集中刷新。定时刷新是隔一段时间就刷新一次;集中刷新是在某一段空闲时间内连续刷新若干次。这个只要保证在64 ms内将所有的行都刷一遍即可,具体的刷新方式可以根据自己的应用需要来设计。

[1] [2] [3]

关键字:FPGA  高速SDRAM控制器  视频

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2009/0930/article_749.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
FPGA
高速SDRAM控制器
视频

小广播

独家专题更多

TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
TTI携TE传感器样片与你相见,一起传感未来
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 

夏宇闻老师专栏

你问我答FPGA设计

北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved