使用DDR4控制器实现多通道数据读写(二)

在上一章我们已经把DDR4的IP核配置好了,这一章来描述一下DDR4 IP核的例化接口,以及接口的作用。
DDR4 IP核接口列表
下图为DDR4需要连接到顶层的接口,需要链接到管脚。在这里插入图片描述

顶层接口描述:
在这里插入图片描述在这里插入图片描述
以上接口分为时钟信号、控制信号、地址信号、数据信号。
DDR4原理图。核心模块在PL侧搭载了4片镁光(Micron)的DDR4内存,单片内存大小为1GB,数据接口16bit。通过4片内存级联后,可存储4GB数据,数据接口为64bit。
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本案例中用户接口为AXI4接口时序。在这里插入图片描述
通道接口定义:
ddr4 主机AXI4接口定义:
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其他信号说明:
awlock(arlock):访问类型(1bits):0为正常访问。
awcache(arcache):内存类型(4bits):面命一次传输是怎样通过系统的。4’b0000为不缓存和不缓冲。
awprot(arprot):保护水平及安全等级(3bits):3’b000为普通访问。
awqos(arqos):服务质量(4bits),该信号用于优先级声明信号,值越高代表优先级越高。
说明:ddr4 ip 接口的awlock、awcache、awprot、awqos、arlock、arcache、arprot、arqos信号在工程中没有特别要求,可以设置为0。ddr4 ip为从机,我们实现的是主机的信号接收和传输。
初始化成功信号:
在这里插入图片描述
init_calib_complete信号为高电平时,表明DDR4的初始化和校准工作已经全部完成。在FPGA逻辑处理中,只有当这个信号处于高电平状态,才能对DDR4进行读写操作,否则将无法正常执行DDR4的读写任务,甚至可能导致操作失败。同时,该信号也扮演着辅助验证硬件DDR4检测的重要角色。

### DDR4 内存概述 DDR4(Double Data Rate 4)是一种广泛使用的动态随机存取存储器(DRAM),相较于前代产品,它在多个方面进行了改进。以下是关于其规格、特性以及兼容性的详细介绍。 #### 技术参数与规格 DDR4内存的关键技术参数包括更高的数据传输速率和更低的工作电压。具体而言,DDR4支持的数据传输率范围通常为2133 MT/s至3200 MT/s及以上[^1]。工作电压降低到了1.2V,相比DDR3的1.5V更加节能高效[^2]。 #### 主要特性 - **增强性能**:通过提高预取缓冲区宽度至16n bits,DDR4能够在单个时钟周期内处理更多数据,从而有效提升了整体带宽。 - **可靠性改善**:引入了CRC校验机制来检测并纠正数据错误,这极大地增强了系统的稳定性。 - **功耗减少**:除了较低的操作电压外,还采用了更先进的制造工艺节点,进一步降低了能耗水平。 #### 兼容性考量 尽管DDR4带来了诸多优势,但在实际应用中的兼容性需要注意以下几点: - 只有配备相应接口和支持功能的主板才能安装使用DDR4模块;因此,在升级或构建新系统之前,请务必确认硬件平台的支持情况。 - 对于服务器级应用场合来说,某些特定型号可能提供额外的功能比如ECC纠错能力,这些选项也可能影响跨品牌或者不同系列之间的互操作性。 ```python # 示例代码展示如何读取DDR4相关信息(伪代码) def get_ddr4_info(): ddr4_specs = { 'voltage': 1.2, 'data_rate_min': 2133, 'data_rate_max': 3200 } return ddr4_specs specs = get_ddr4_info() print(f"Voltage: {specs['voltage']}V") print(f"Data rate range: {specs['data_rate_min']}-{specs['data_rate_max']}MT/s") ```
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