【开源骚客】《轻松设计SDRAM控制器》第六讲—SDRAM写模块讲解

Kevin·Deng

第五讲介绍完仲裁机制之后，相信很多朋友都在想，仲裁模块写好了，那写模块、读模块等与SDRAM相关操作的模块应该怎么写代码呢？
是的，在学习完仲裁机制之后只是相当于给SDRAM控制器建立了一个框架，这个框架中的内容还没完成。
在本节内容中，我们将会把如何设计SDRAM的写模块一点一点详细的分享出来。在完成写模块之后，相信你很快就可以根据写模块的设计思路将读模块也设计出来。
本节主要内容如下：

• SDRAM器件工作原理；
• SDRAM写模块状态机讲解；
• SDRAM写模块时序设计。
  

一、SDRAM器件工作原理为了让我们更好的设计SDRAM控制器，我们必须明白SDRAM器件的工作原理。当然，我们这套教程所讲的SDRAM控制器也是根据官方datasheet提供的资料进行设计的。Kevin也在此提醒大家，不要害怕看datasheet，看懂datasheet是你在编写代码之前的一项必不可少的工作。

该状态图就是SDRAM器件本身工作的流程图了，该图开始于“Power On”状态，即SADRAM上电完成的状态。
在看这个状态图时，需要注意的一个地方是右下角的说明：粗线表示自动跳转，细线表示需要执行相应的命令才会跳转到下一个状态。
大家可以仔细看下这个状态图，对于掌握SDRAM的工作流程是非常有帮助的。

在这个状态图中，我们需要重点关注从“IDLE”状态跳到“WRITE”状态的路线，以及从“WRITE”状态跳到“IDLE”状态的路线。

IDLE状态到WRITE状态：

• 在IDLE状态需要先给ACT命令激活某一行，此时处于Row Active状态；
• 在Row Active状态之后，给Write命令则会进入WRITE状态；
• 在WRITE状态后，再给一次Write命令，就可以继续写入数据。
  

WRITE状态到IDLE状态：

• 在WRITE状态给PRE命令，则SDRAM将跳出WRITE状态进入Precharge状态；
• 在Precharge状态后，就会自动进入IDLE状态了。
  

要从WRITE状态跳到IDLE状态的一个原因是，我们需要进行刷新操作，进入刷新操作，必须从IDLE状态进入。
另外一点，可能有些朋友看到了WRITE状态下边还有一个WRITEA状态，的确，但是细心的你有没有发现当处于WRITEA状态时，它会自动的进入到Precharge状态。也就是说WRITEA比在WRITE状态的工作效率要低很多，所以在某些对数据交互速度较快的场景中，我们使用WRITE状态。在本套教程中，我们也只讲WRITE状态。速度快的都能搞定，那速度慢的操作也是不在话下的。
二、SDRAM写模块状态机讲解在这之前，我们先看下datasheet中提供的SDRAM写时序图：

该时序图与之前datasheet提供的工作状态图是完全吻合的，对于时序图中的参数，大家也可以在datasheet中找到。
虽然现在我们已经明白了SDRAM写操作的相关原理，但是这还远远不够，我们还需要考虑更多的事情。
假设我们现在需要往SDRAM中写入两行数据，那什么时候可以退出仲裁状态机的写状态：

• 数据已经写完；
• SDRAM需要进行刷新操作；
• 数据未写完，需要激活下一行继续写。
  

这是我们SDRAM控制器写模块使用到的状态图，这样可以完美解决我们担心的问题。
三、SDRAM写模块时序设计

对于这两个时序图，Kevin在此不做介绍，SDRAM写模块的代码编写，也是根据这两个时序图来进行的。
当然好学的你，也可以先尝试着参考着两个时序图来编写SDRAM的写模块。

如在设计SDRAM写模块时有疑惑，可以观看与本教程电子书配套的视频教程。视频教程中的所有代码均为现场编写，现场调试。