Xilinx UltraScale+DDR4项目开发（三）——DDR4器件选型与MIG IP的配置

最新推荐文章于 2025-05-14 19:00:00 发布

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本节目录

一、DDR4器件选型与MIG IP的配置
二、DDR4参数值含义
三、DDR4器件容量计算
四、往期文章链接

本节内容

一、DDR4器件选型与MIG IP的配置

DDR4器件选型，需要根据项目中内存的容量需求，读写速率，成本等各方面考虑，对于FPGA开发者，需要根据DDR4 MIG的IP控制器的性能进行选型，并配置。当然，若IP的库中有对应的DDR4型号，则可以直接选择；若没有硬件采购的DDR4型号，则需要根据DDR4器件手册进行MIG IP的定制化。
DDR4器件的芯片手册中，FPGA开发者需要关注哪些参数？比如：容量配置，封装型号，速度等级以及对应版本等等。这些参数不仅与业务紧密结合，同时与硬件也息息相关。这些参数也会在Vivado的DDR4 MIG IP核的界面进行选择，适配不同硬件的DDR4接口，从而在FGPA内部实现对DDR4的读写控制。
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容量配置上来看，支持的521 Meg8和256 Meg16两种参数配置，对应的DDR4的物理接口是不相同的。通常是Bank group的差异，也就是bank groups的数量上的差异。
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速度等级,直接体现了DDR4的数据传输效率。时钟频率，I/O buffer（输入/输出缓冲）的传输频率TCK，0.625ns/0.750ns/0.833ns。数据在时钟的双边沿采样,故有效数据传输频率为时钟频率的两倍，数据传送频率（等效频率）,实际应用中测试时关注的时钟频率，下图中的3200MHz/2666MHz/2400MHz。
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DDR4 MIG的IP中选择型号为MT40A512M16HA-083E，此时CL即Cas Latency选择12/16。
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二、DDR4参数值含义

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tCK=833，内存时钟频率为833ps,1200Mhz，其他的参数都是以tCK为基准来描述的。
tRFC=421833ps=350ns，REF命令到ACT或REF命令时间，从手册参数可以看出，8Gb对应的数值为350ns。
tREFI=9363833ps=7799.379ns=7.8us，平均定期刷新时间间隔,从手册参数可以看出，温度在-40℃到85℃之间，8Gb对应的数值为7.8us。
tRP=16833ps=13.328ns,预充电指令周期,DDR4-2400-083E的tRP最小值为13.32ns。
tRCD=16833ps=13.328ns,激活到内部的读取或写入延迟时间,DDR4-2400-083E的tRCD最小值为13.32ns。
tRAS=39,启动到预充入的命令周期,DDR4-2400-083E的tRAS最小值为32。
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tRTP=10833ps=8.3ns,读至预充电时间,DDR4-2400-083E的tRTP最小值为4个tCK或者7.5ns。
tWR=20833ps=16.66ns，写入恢复时间，DDR4-2400-083E的tWR最小值15ns。
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至于其他参数，FPGA开发者可以根据所使用的DDR4器件手册进行对比，实际开发中并不需要如此，但是可以学习了解。

三、DDR4器件容量计算

AXIfull接口，通常需要对DDR4的内存地址进行映射处理，ddr4的axifull分配的地址内存空间大小为4G字节，也就是32Gb。但是IP核里面8Gb，这两者之间是如何转换计算的？
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先了解下8Gb的计算方法，从DDR4器件型号来看，MT40A512M16HA-083,其中容量表示512M16HA,即512Mb * 16=8Gb。从内存的16bit位宽,Row=16，Column=10，Bank=2和Bank Group=1来计算，
2 ^ 16 * 2 ^ 10 * 2 ^ 2 * 2 * 16=8Gb。
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