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SDRAM 工作原理详解

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发表于 2020-7-12 21:17 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 jacky401 于 2020-8-30 20:59 编辑
. a8 y9 l4 s/ i& M/ u1 G. t2 {: G' O. i/ H& |# q
目录
1 SDRAM简介
2 SDRAM工作原理
2.1 芯片初始化
3 c( X6 y* y5 V0 s1 E8 p 2.2 行激活; f% P( V+ P$ U) m( N
2.3 列读写" o8 z( x% u! q# U7 W) L
2.4 数据输出(读); v8 G% z8 Y% C/ T2 g
2.5 数据输入(写)
5 N- F5 X! P1 i3 s' O( p 2.6 突发长度$ B; M0 P' r1 ]6 l  Y6 Z
2.7 预充电
0 z+ ?8 V5 N3 t% G 2.8 刷新
7 z$ i9 Z* h( L" ?& z 2.9 数据掩码
) o( `# w' f0 I3 Z
3 硬件设计
' W) Q4 [8 t3 a, ^7 C4 参考资料
9 g% n& q+ N0 E  _* C- F5 p' \
- f7 w0 b' N& m8 A8 n
% r1 \4 _/ b  V0 L, T
! R7 g" p% d7 r. @& y/ }
SDRAM 工作原理详解
6 M5 q' @( g; J9 ?" |2 @0 v; a& m% n5 `

& C: v6 d2 p( W
  SDRAM是一种可以指定任意地址进行读写的存储器,它具有存储容量大,读写速度快的特点,同时价格也相对低廉。因此,SDRAM常作为缓存,应用于数据存储量大,以及速度要求较高的场合,如复杂嵌入式设备的存储器等。

5 T" v: Q; X( ]/ k- l& C1 SDRAM简介
  SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory),同步动态随机存储器。同步是指内存工作需要同步时钟,内部的命令的发送与数据的传输都以它为基准;动态是指存储阵列需要不断的刷新来保证数据不丢失;随机是指数据不是线性依次存储,而是自由指定地址进行数据读写。
  SDRAM具有空间存储量大、读写速度快、价格相对便宜等优点。然而由于SDRAM内部利用电容来存储数据,为保证数据不丢失,需要持续对各存储电容进行刷新操作;同时在读写过程中需要考虑行列管理、各种操作延时等,由此导致了其控制逻辑复杂的特点。
  SDRAM的内部是一个存储阵列,你可以把它想象成一张表格。我们在向这个表格中写入数据的时候,需要先指定一个行(Row),再指定一个列(Column),就可以准确地找到所需要的“单元格”,这就是SDRAM寻址的基本原理。如图所示:

8 X& S4 M: J3 d

. y% F+ E. w3 ~6 `1 V# Y
图1 SDRAM寻址原理

5 V; G/ ?+ h) `' b& |" G
  图中的“单元格”就是SDRAM存储芯片中的存储单元,而这个“表格”(存储阵列)我们称之为L-Bank。通常SDRAM的存储空间被划分为4个L-Bank,在寻址时需要先指定其中一个L-Bank,然后在这个选定的L-Bank中选择相应的行与列进行寻址(寻址就是指定存储单元地址的过程)。
  对SDRAM的读写是针对存储单元进行的,对SDRAM来说一个存储单元的容量等于数据总线的位宽,单位是bit。那么SDRAM芯片的总存储容量我们就可以通过下面的公式计算出来:
    SDRAM总存储容量 = L-Bank的数量×行数×列数×存储单元的容量
' P* X- G% h% W
  SDRAM存储数据是利用了电容的充放电特性以及能够保持电荷的能力。一个大小为1bit的存储单元的结构如下图所示,它主要由行列选通三极管,存储电容,刷新放大器组成。行地址与列地址选通使得存储电容与数据线导通,从而可进行放电(读取)与充电(写入)操作。

( O! P( i" ~# |/ ?+ s: N
. k$ L6 n3 P  d# M3 Y- b
图2 SDRAM存储单元结构示意图   \; u! O) r, L4 T
; k6 }( a* T1 C1 M$ k3 |: q$ [% s
  下图为SDRAM的功能框图,SDRAM内部有一个逻辑控制单元,并且有一个模式寄存器为其提供控制参数。SDRAM接收外部输入的控制命令,并在逻辑控制单元的控制下进行寻址、读写、刷新、预充电等操作。
4 |5 U% K9 l# B! ]# J- |

( u7 o$ Q: V* e4 y& W& r* g2 m1 t3 d
图3 SDRAM功能框图
. T- ^. I' w# s4 c$ i' P
2 SDRAM工作原理
$ N( ?- ]$ x4 f7 n3 l
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  • TA的每日心情

    2023-2-2 15:01
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    发表于 2022-10-8 17:03 | 只看该作者
    学习学习                                             
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    发表于 2020-7-12 22:55 | 只看该作者
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    7#
    发表于 2020-7-13 09:19 来自手机 | 只看该作者
    很好的入门资料,谢谢分享
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    发表于 2020-7-13 09:22 | 只看该作者
    感谢分享,学习一下
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    发表于 2020-7-13 09:24 | 只看该作者
    多谢分享实用知识!
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    发表于 2020-7-13 09:47 | 只看该作者
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    发表于 2020-7-13 10:36 | 只看该作者
    感谢jacky老师分享!!!
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