FPGA零基礎(chǔ)學(xué)習(xí)精選 | SDR SDRAM 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

作者：郝旭帥??校對(duì)：陸輝

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高級(jí)設(shè)計(jì)：SDR SDRAM 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

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隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器（RAM）分為靜態(tài)RAM（SRAM）和動(dòng)態(tài)RAM（DRAM）。由于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，所以它能達(dá)到的集成度遠(yuǎn)高于靜態(tài)存儲(chǔ)器。但是動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的存取速度不如靜態(tài)存儲(chǔ)器快。

RAM的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元是利用電容可以存儲(chǔ)電荷的原理制成的。由于存儲(chǔ)單元的機(jī)構(gòu)能夠做得很簡(jiǎn)單，所以在大容量、高集成度的RAM中得到了普遍的應(yīng)用。但是由于電容的容量很小，而漏電流又不可能絕對(duì)等于零，所以電荷保存的時(shí)間有限。為了及時(shí)補(bǔ)充漏掉的電荷以避免存儲(chǔ)的信號(hào)丟失，必須定時(shí)地給電容補(bǔ)充電荷，通常將這種操作稱為刷新。

行列地址線被選中后，數(shù)據(jù)線（data_bit）直接和電容相連接。當(dāng)寫入時(shí)，數(shù)據(jù)線給電容充放電；讀取時(shí)，電容將數(shù)據(jù)線拉高或者置低。

SDRAM 的全稱即同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（Synchronous Dynamic Random Access Memory）；這里的同步是指其時(shí)鐘頻率與對(duì)應(yīng)控制器的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率相同，并且內(nèi)部命令的發(fā)送與數(shù)據(jù)傳輸都是以該時(shí)鐘為基準(zhǔn)；動(dòng)態(tài)是指存儲(chǔ)陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失。

SDR SDRAM中的SDR是指單數(shù)據(jù)速率，即每一根數(shù)據(jù)線上，每個(gè)時(shí)鐘只傳輸一個(gè)bit的數(shù)據(jù)。SDR SDRAM的時(shí)鐘頻率可以達(dá)到100MHz以上，按照100MHz的速率計(jì)算，一片16位數(shù)據(jù)寬度的SDR SDRAM的讀寫數(shù)據(jù)帶寬可以達(dá)到1.6Gbit/s。

SANXIN – B01的開發(fā)板上有一個(gè)容量為256Mbit（16M x 16bit）的SDR SDRAM（H57V2562GTR）。其內(nèi)部存儲(chǔ)時(shí)，分為了4個(gè)獨(dú)立的區(qū)域（BANK），每個(gè)bank為4Mx16bit的存儲(chǔ)空間；每個(gè)bank在存儲(chǔ)時(shí)，按照二維的方式進(jìn)行存儲(chǔ)，利用行列來進(jìn)行確定，有8192行（13bit地址線），有512列（9bit地址線），8192 x 512為4M的存儲(chǔ)量。

在進(jìn)行指定某個(gè)地址時(shí)，共需要2位bank地址，13位行地址，9位列地址，合計(jì)共24位地址。但是在SDR SDRAM的指定某個(gè)地址時(shí)，行地址和列地址不是同時(shí)給出，SDR SDRAM采用行列地址線復(fù)用，所以地址線合計(jì)為2（bank 地址）+13（行、列地址復(fù)用）。

SDR SDRAM需要時(shí)鐘端和時(shí)鐘使能端。SDR SDRAM所有的操作都依靠于此時(shí)鐘；當(dāng)時(shí)鐘使能端無效時(shí)，SDR SDRAM自動(dòng)忽略時(shí)鐘上升沿。

SDR SDRAM擁有四個(gè)命令控制線，分別為CS、RAS、CAS、WE。組成的命令表如下：

在寫入數(shù)據(jù)時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不想對(duì)某8bit進(jìn)行寫入，就可以采用DQM進(jìn)行控制。

SDR SDRAM的內(nèi)部機(jī)構(gòu)為：

由于SDR SDRAM為DRAM，內(nèi)部的存儲(chǔ)都是靠電容進(jìn)行保存數(shù)據(jù)，電容的保持?jǐn)?shù)據(jù)的時(shí)間為64ms，SDR SDRAM每次只能夠刷新一行，為了不丟失任何數(shù)據(jù)，所以要保證64ms內(nèi)，將所有的行都要刷新一遍。

SDR SDRAM支持讀寫的長(zhǎng)度為1、2、4、8和一行（整頁）。

具體的SDR SDRAM的介紹可以查看手冊(cè)。下面只介紹幾個(gè)相對(duì)重要的時(shí)序圖。

在SDR SDRAM正常使用之前，需要進(jìn)行初始化。初始化的時(shí)序圖如下：

在PRECHARGE時(shí)，A10為高，表示選中所有的bank；A10為低，表示選中BA0、BA1所指定的bank。初始化中，A10置高。

在LOAD MOOE REGISTER中，采用地址線進(jìn)行配置模式寄存器。說明如下：

在模式配置中，利用CL（CAS Latency）表示列選通潛伏期，利用BL（Burst Length）表示突發(fā)長(zhǎng)度。

SDR SDRAM中有內(nèi)部的刷新控制器和刷新的行計(jì)數(shù)器，外部控制器只需要保證在64ms之內(nèi)進(jìn)行8192次刷新即可。

在進(jìn)行PRECHARGE時(shí)，A10要為高電平。

SDR SDRAM中，我們可以在任意位置進(jìn)行寫入。寫入的時(shí)序圖如下：

SDR SDRAM中，我們可以在任意位置進(jìn)行讀出。讀出的時(shí)序圖如下：

在各個(gè)時(shí)序中的時(shí)序參數(shù)如下：

設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)一個(gè)突發(fā)長(zhǎng)度為2，列選通潛伏期為2的SDR SDRAM的控制器。

設(shè)計(jì)分析

該控制器共有四部分功能，初始化、刷新、寫和讀。四部分的執(zhí)行控制采用一個(gè)模塊來控制。

SDR SDRAM必須要進(jìn)行初始化，初始化只用執(zhí)行一次。然后啟動(dòng)一個(gè)計(jì)時(shí)器，等計(jì)時(shí)器達(dá)到后，進(jìn)行刷新。在刷新的間隔中，根據(jù)讀寫的要求進(jìn)行讀寫。

四個(gè)模塊都會(huì)對(duì)SDR SDRAM的命令線和地址線進(jìn)行控制，所以輸出時(shí)，采用多路選擇器對(duì)齊進(jìn)行選擇輸出。

四個(gè)模塊按照對(duì)應(yīng)的時(shí)序圖進(jìn)行編寫代碼即可。

架構(gòu)設(shè)計(jì)和信號(hào)說明

該控制器命名為sdr_drive。

pll_sdr（鎖相環(huán)模塊）：產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)所需要的100MHz的時(shí)鐘（0度相位）、SDR SDRAM所需要的100MHz的時(shí)鐘（270度相位）、以及PLL鎖定信號(hào)當(dāng)作系統(tǒng)復(fù)位使用。

timer（刷新計(jì)時(shí)器）：當(dāng)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器后，開始計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)到規(guī)定時(shí)間后，輸出刷新請(qǐng)求，計(jì)數(shù)器直接清零計(jì)數(shù)計(jì)數(shù)。當(dāng)控制器響應(yīng)后，輸出清除信號(hào)后，刷新請(qǐng)求拉低。

refresh（刷新模塊）、init（初始化模塊）、sdr_write（寫模塊）、sdr_read（讀模塊）：當(dāng)啟動(dòng)模塊后，按照規(guī)定的時(shí)序進(jìn)行輸出即可，然后輸出完成信號(hào)。

sdr_ctrl（控制模塊）：控制各個(gè)模塊協(xié)調(diào)工作。

mux4_1（四選一多路選擇器模塊）：選擇對(duì)應(yīng)的bus總線作為輸出。

*_bus的組成為：高四位為sdr_cs_n、sdr_ras_n、sdr_cas_n、sdr_we_n。然后是bank的兩位，后續(xù)為13位的sdr_addr。

sdr_drive_head聲明

將驅(qū)動(dòng)中用到各種參數(shù)定義在該文件中。

`define???????SDR_ADDR_WIDTH????????????????????13`define       SDR_COL_ADDR_WIDTH                9`define       SDR_REFRESH_TIME                  64_000_000
`define       ADDR_WIDTH   2 + `SDR_ADDR_WIDTH + `SDR_COL_ADDR_WIDTH`define       BUS_WIDTH    4 + 2 + `SDR_ADDR_WIDTH
`define       CMD_INH                           4'b1000`define       NOP                               4'b0111`define       ACT                               4'b0011`define       RD                                4'b0101`define       WR                                4'b0100`define       BT                                4'b0110`define       PREC                              4'b0010`define       REFR                              4'b0001`define       LMR                               4'b0000
`define       PU_DELAY                          20_000`define       Trp                               3`define       Trfc                              7`define       Tmrd                              3`define       Trcd                              3`define       Twr                               3`define       Tcl                               2
`define       CODE                             13'b000_0_00_010_0_001`define     REFRESH_TIME  (`SDR_REFRESH_TIME/(2**`SDR_ADDR_WIDTH))/10

pll_sdr設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

該模塊為IP core，輸出0相位的100MHz（系統(tǒng)時(shí)鐘）和270相位的100MHz（SDR的時(shí)鐘）。系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，信號(hào)在上升沿輸出；對(duì)于外部器件（相位調(diào)整為270），能夠較好的滿足建立和保持時(shí)間。

init設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

該模塊負(fù)責(zé)將SDR SDRAM進(jìn)行初始化。上電延遲（PU_DELAY）設(shè)置為200us；預(yù)充電時(shí)間（Trp）設(shè)置為3個(gè)時(shí)鐘周期（30ns）；自刷新時(shí)間（Trfc）設(shè)置為7個(gè)時(shí)鐘周期（70ns）；模式寄存器應(yīng)用時(shí)間（Tmrd）設(shè)置為3個(gè)時(shí)鐘周期（30ns）；突發(fā)長(zhǎng)度為2；列選通潛伏期為3。

按照對(duì)應(yīng)的初始化的時(shí)序圖，做出如下設(shè)計(jì)。

本模塊采用狀態(tài)機(jī)的方式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

設(shè)計(jì)代碼為：

`include "../rtl/sdr_drive_head.v"
module init (
  input     wire                                  clk,  input     wire                                  rst_n,
  input     wire                                  init_en,  output    reg                                   init_done,
  output    wire        [`BUS_WIDTH - 1 : 0]      init_bus);
  localparam      IDLE              =             7'b000_0001;  localparam      PUD               =             7'b000_0010;  localparam      PRECHARGE         =             7'b000_0100;  localparam      AUTOREFR1         =             7'b000_1000;  localparam      AUTOREFR2         =             7'b001_0000;  localparam      LMR_STATE         =             7'b010_0000;  localparam      INITDONE          =             7'b100_0000;
  reg                   [6:0]                     c_state;  reg                   [6:0]                     n_state;  wire                  [1:0]                     sdr_bank;  reg                   [3:0]                     sdr_cmd;  reg                   [`SDR_ADDR_WIDTH - 1 : 0] sdr_addr;  reg                   [14:0]                    cnt;                    
  assign sdr_bank = 2'b00;  assign init_bus = {sdr_cmd,sdr_bank,sdr_addr};
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      c_state <= IDLE;    else      c_state <= n_state;  end
  always @ * begin    case (c_state)      IDLE        :     begin        if (init_en == 1'b1)          n_state = PUD;        else          n_state = IDLE;      end
      PUD         :     begin        if (cnt == `PU_DELAY - 1'b1)          n_state = PRECHARGE;        else          n_state = PUD;      end
      PRECHARGE   :     begin        if (cnt == `Trp - 1'b1)          n_state = AUTOREFR1;        else          n_state = PRECHARGE;      end
      AUTOREFR1   :     begin        if (cnt == `Trfc - 1'b1)          n_state = AUTOREFR2;        else            n_state = AUTOREFR1;      end
      AUTOREFR2   :     begin        if (cnt == `Trfc - 1'b1)          n_state = LMR_STATE;        else            n_state = AUTOREFR2;      end
      LMR_STATE   :     begin        if (cnt == `Tmrd - 1'b1)          n_state = INITDONE;        else          n_state = LMR_STATE;      end
      INITDONE    :     begin        n_state = INITDONE;      end
      default     :   n_state = IDLE;    endcase  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      sdr_cmd <= `NOP;    else      case (c_state)        IDLE        :   sdr_cmd <= `NOP;        PUD         :   begin          if (cnt == `PU_DELAY - 1'b1)            sdr_cmd <= `PREC;          else            sdr_cmd <= `NOP;        end        PRECHARGE   :   begin          if (cnt == `Trp - 1'b1)            sdr_cmd <= `REFR;          else            sdr_cmd <= `NOP;        end        AUTOREFR1   :   begin          if (cnt == `Trfc - 1'b1)            sdr_cmd <= `REFR;          else            sdr_cmd <= `NOP;        end        AUTOREFR2   :   begin          if (cnt == `Trfc - 1'b1)            sdr_cmd <= `LMR;          else            sdr_cmd <= `NOP;        end        LMR_STATE   :   sdr_cmd <= `NOP;        INITDONE    :   sdr_cmd <= `NOP;        default     :   sdr_cmd <= `NOP;      endcase  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      cnt <= 15'd0;    else      case (c_state)        IDLE        :   cnt <= 16'd0;        PUD         :   begin          if (cnt < `PU_DELAY - 1'b1)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 16'd0;        end
        PRECHARGE    :   begin          if (cnt < `Trp - 1'b1)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 16'd0;        end        AUTOREFR1    :   begin          if (cnt < `Trfc - 1'b1)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 16'd0;        end        AUTOREFR2    :   begin          if (cnt < `Trfc - 1'b1)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 16'd0;        end        LMR_STATE    :   begin          if (cnt < `Tmrd - 1'b1)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 16'd0;        end        INITDONE    :   cnt <= 16'd0;        default     :   cnt <= 16'd0;      endcase  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      init_done <= 1'b0;    else      if (c_state == LMR_STATE && cnt == `Tmrd - 1'b1)        init_done <= 1'b1;      else        init_done <= 1'b0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      sdr_addr <= 0;    else      if (c_state == PUD && cnt == `PU_DELAY - 1'b1)        sdr_addr[10] <= 1'b1;      else        if (c_state == AUTOREFR2 && cnt == `Trfc - 1'b1)          sdr_addr <= `CODE;        else          sdr_addr <= 0;  end
endmodule

timer設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

SDR SDRAM內(nèi)部構(gòu)造為DRAM，需要不間斷的刷新，要求64ms刷新一遍。每次刷新為一行，開發(fā)板上的SDR SDRAM共有8192行，平均需要7812.5ns刷新一次，我們選擇7810刷新一次。

到達(dá)規(guī)定的刷新時(shí)間時(shí)，控制器有可能正在進(jìn)行其他的操作。在設(shè)計(jì)時(shí)，達(dá)到時(shí)間后，發(fā)出刷新請(qǐng)求，當(dāng)外部執(zhí)行刷新后，將次請(qǐng)求清除。發(fā)出刷新請(qǐng)求的同時(shí)，計(jì)數(shù)器重新歸零計(jì)數(shù)。

`include "../rtl/sdr_drive_head.v"
module timer (
  input   wire                    clk,  input   wire                    rst_n,
  input   wire                    time_en,  input   wire                    req_clr,
  output  reg                     refresh_req);
  reg               [9:0]         cnt;
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      cnt <= 10'd0;    else      if (time_en == 1'b1 && cnt < `REFRESH_TIME - 1'b1)        cnt <= cnt + 1'b1;      else          cnt <= 10'd0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      refresh_req <= 1'b0;    else      if (cnt == `REFRESH_TIME - 1'b1)        refresh_req <= 1'b1;      else        if (req_clr == 1'b1)          refresh_req <= 1'b0;        else          refresh_req <= refresh_req;  end
endmodule

refresh設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

該模塊負(fù)責(zé)刷新，按照對(duì)應(yīng)的時(shí)序圖進(jìn)行控制即可。

該模塊利用狀態(tài)機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下：

設(shè)計(jì)代碼為：

`include "../rtl/sdr_drive_head.v"
module refresh (
  input     wire                                  clk,  input     wire                                  rst_n,
  input     wire                                  refresh_en,  output    reg                                   refresh_done,
  output    wire        [`BUS_WIDTH - 1 : 0]      refresh_bus);
  localparam      IDLE              =             5'b0_0001;  localparam      PRECHARGE         =             5'b0_0010;  localparam      AUTOREFR1         =             5'b0_0100;  localparam      AUTOREFR2         =             5'b0_1000;  localparam      REFRDONE          =             5'b1_0000;
  reg                   [4:0]                     c_state;  reg                   [4:0]                     n_state;  wire                  [1:0]                     sdr_bank;  reg                   [3:0]                     sdr_cmd;  reg                   [`SDR_ADDR_WIDTH - 1 : 0] sdr_addr;  reg                   [3:0]                     cnt;                    
  assign sdr_bank = 2'b00;  assign refresh_bus = {sdr_cmd,sdr_bank,sdr_addr};
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      c_state <= IDLE;    else      c_state <= n_state;  end
  always @ * begin    case (c_state)      IDLE        :     begin        if (refresh_en == 1'b1)          n_state = PRECHARGE;        else          n_state = IDLE;      end
      PRECHARGE   :     begin        if (cnt == `Trp - 1'b1)          n_state = AUTOREFR1;        else          n_state = PRECHARGE;      end
      AUTOREFR1   :     begin        if (cnt == `Trfc - 1'b1)          n_state = AUTOREFR2;        else            n_state = AUTOREFR1;      end
      AUTOREFR2   :     begin        if (cnt == `Trfc - 1'b1)          n_state = REFRDONE;        else            n_state = AUTOREFR2;      end
      REFRDONE    :     begin        n_state = IDLE;      end
      default     :   n_state = IDLE;    endcase  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      sdr_cmd <= `NOP;    else      case (c_state)        IDLE        :   begin          if (refresh_en == 1'b1)            sdr_cmd <= `PREC;          else            sdr_cmd <= `NOP;        end        PRECHARGE   :   begin          if (cnt == `Trp - 1'b1)            sdr_cmd <= `REFR;          else            sdr_cmd <= `NOP;        end        AUTOREFR1   :   begin          if (cnt == `Trfc - 1'b1)            sdr_cmd <= `REFR;          else            sdr_cmd <= `NOP;        end        AUTOREFR2   :   sdr_cmd <= `NOP;
        REFRDONE    :   sdr_cmd <= `NOP;        default     :   sdr_cmd <= `NOP;      endcase  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      cnt <= 4'd0;    else      case (c_state)        IDLE        :   cnt <= 4'd0;
        PRECHARGE    :   begin          if (cnt < `Trp - 1'b1)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 4'd0;        end        AUTOREFR1    :   begin          if (cnt < `Trfc - 1'b1)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 4'd0;        end        AUTOREFR2    :   begin          if (cnt < `Trfc - 1'b1)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 4'd0;        end        REFRDONE    :   cnt <= 4'd0;        default     :   cnt <= 4'd0;      endcase  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      refresh_done <= 1'b0;    else      if (c_state == AUTOREFR2 && cnt == `Trfc - 1'b1)        refresh_done <= 1'b1;      else        refresh_done <= 1'b0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      sdr_addr <= 0;    else      if (c_state == IDLE && refresh_en == 1'b1)        sdr_addr[10] <= 1'b1;      else        sdr_addr <= 0;  end
endmodule

sdr_write設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

該模塊負(fù)責(zé)將外部的數(shù)據(jù)寫入到規(guī)定的地址中去。在SDR SDRAM中，每操作（讀寫）一次，都會(huì)引起該存儲(chǔ)位的漏電，每次結(jié)束時(shí)，可以進(jìn)行預(yù)充電。SDR SDRAM提供了自動(dòng)預(yù)充電的機(jī)制，在讀寫命令時(shí)，sdr_addr[10]=1，即可自動(dòng)預(yù)充電。在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該要為自動(dòng)預(yù)充電預(yù)留出足夠的時(shí)間。

根據(jù)對(duì)應(yīng)的寫入時(shí)序圖，利用狀態(tài)機(jī)完成此設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)代碼如下：

`include "../rtl/sdr_drive_head.v"
module sdr_write (
  input     wire                            clk,  input     wire                            rst_n,
  input     wire                            write_en,  input     wire  [`ADDR_WIDTH - 1 : 0]     wr_addr,  input     wire  [31:0]                    wr_data,
  output    reg   [15:0]                    odq,  output    wire  [`BUS_WIDTH - 1 : 0]      wr_bus,  output    reg                             wr_done);
  localparam    IDLE            =           4'b0001;  localparam    ACT_STATE       =           4'b0010;  localparam    WR1             =           4'b0100;  localparam    WR2             =           4'b1000;
  reg                   [3:0]                     c_state;  reg                   [3:0]                     n_state;  wire                  [1:0]                     sdr_bank;  reg                   [3:0]                     sdr_cmd;  reg                   [`SDR_ADDR_WIDTH - 1 : 0] sdr_addr;  reg                   [14:0]                    cnt;                    
  assign sdr_bank = wr_addr[23:22];  assign wr_bus = {sdr_cmd,sdr_bank,sdr_addr};
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      c_state <= IDLE;    else      c_state <= n_state;  end
  always @ * begin    case (c_state)      IDLE        :   begin        if (write_en == 1'b1)          n_state = ACT_STATE;        else          n_state = IDLE;      end
      ACT_STATE   :   begin        if (cnt == `Trcd - 1'b1)          n_state = WR1;        else          n_state = ACT_STATE;      end
      WR1         :    n_state = WR2;
      WR2         :   begin        if (cnt == `Twr + `Trp - 1'b1)          n_state = IDLE;        else          n_state = WR2;      end
      default     :   n_state = IDLE;    endcase  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      sdr_cmd <= `NOP;    else      if (c_state == IDLE && write_en == 1'b1)        sdr_cmd <= `ACT;      else        if (c_state == ACT_STATE && cnt == `Trcd - 1'b1)          sdr_cmd <= `WR;        else          sdr_cmd <= `NOP;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      sdr_addr <= 0;    else      if (c_state == IDLE && write_en == 1'b1)        sdr_addr <= wr_addr[21:9];      else        if (c_state == ACT_STATE && cnt == `Trcd - 1'b1) begin          sdr_addr[10] <= 1'b1;          sdr_addr[8:0] <= wr_addr[8:0];        end        else          sdr_addr <= 0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      cnt <= 4'd0;    else      if (c_state == ACT_STATE && cnt < `Trcd - 1'b1)        cnt <= cnt + 1'b1;      else        if (c_state == WR2 && cnt < `Twr + `Trp - 1'b1)          cnt <= cnt + 1'b1;        else          cnt <= 4'd0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      odq <= 16'd0;    else      if (c_state == ACT_STATE && cnt == `Trcd - 1'b1)        odq <= wr_data[15:0];      else        if (c_state == WR1)          odq <= wr_data[31:16];        else          odq <= 16'd0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      wr_done <= 1'b0;    else      if (c_state == WR2 && cnt < `Twr + `Trp - 1'b1)        wr_done <= 1'b1;      else        wr_done <= 1'b0;  end
endmodule

sdr_read設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

該模塊負(fù)責(zé)從指定的地址中，將數(shù)據(jù)讀出。

按照對(duì)應(yīng)的讀時(shí)序圖即可實(shí)現(xiàn)功能，本模塊采用狀態(tài)機(jī)方式實(shí)現(xiàn)，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如下：

設(shè)計(jì)代碼為：

module sdr_read (
  input   wire                              clk,  input   wire                              rst_n,
  input   wire                              read_en,  input   wire    [`ADDR_WIDTH - 1 : 0]     rd_addr,
  input   wire    [15:0]                    sdr_dq,
  output  reg     [31:0]                    rd_data,  output  reg                               rd_done,
  output  wire    [`BUS_WIDTH - 1 : 0]      rd_bus);
  localparam    IDLE            =           5'b00001;  localparam    ACT_STATE       =           5'b00010;  localparam    READ_STATE      =           5'b00100;  localparam    RD1             =           5'b01000;  localparam    RD2             =           5'b10000;
  reg                   [4:0]                     c_state;  reg                   [4:0]                     n_state;  wire                  [1:0]                     sdr_bank;  reg                   [3:0]                     sdr_cmd;  reg                   [`SDR_ADDR_WIDTH - 1 : 0] sdr_addr;  reg                   [3:0]                     cnt;                    
  assign sdr_bank = rd_addr[23:22];  assign rd_bus = {sdr_cmd,sdr_bank,sdr_addr};
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      c_state <= IDLE;    else      c_state <= n_state;  end
  always @ * begin    case (c_state)      IDLE        :   begin        if (read_en == 1'b1)          n_state = ACT_STATE;        else          n_state = IDLE;      end
      ACT_STATE   :   begin        if (cnt == `Trcd - 1'b1)          n_state = READ_STATE;        else          n_state = ACT_STATE;      end
      READ_STATE  :   begin        if (cnt == `Tcl)          n_state = RD1;        else          n_state = READ_STATE;      end
      RD1         :   n_state = RD2;
      RD2         :   begin        if (cnt == `Trp - 1'b1)          n_state = IDLE;        else          n_state = RD2;      end
      default     :   n_state = IDLE;    endcase  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      sdr_cmd <= `NOP;    else      if (c_state == IDLE && read_en == 1'b1)        sdr_cmd <= `ACT;      else        if (c_state == ACT_STATE && cnt == `Trcd - 1'b1)          sdr_cmd <= `RD;        else          sdr_cmd <= `NOP;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      sdr_addr <= 0;    else      if (c_state == IDLE && read_en == 1'b1)        sdr_addr <= rd_addr[21:9];      else        if (c_state == ACT_STATE && cnt == `Trcd - 1'b1) begin          sdr_addr[10] <= 1'b1;          sdr_addr[8:0] <= rd_addr[8:0];        end        else          sdr_addr <= 0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      cnt <= 4'd0;    else      case (c_state)        IDLE      :     cnt <= 4'd0;        ACT_STATE :     begin          if (cnt < `Trcd - 1'b1)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 4'd0;        end        READ_STATE:     begin          if (cnt < `Tcl)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 4'd0;        end
        RD1       :     cnt <= 4'd0;        RD2       :     begin          if (cnt < `Trp - 1'b1)            cnt <= cnt + 1'b1;          else            cnt <= 4'd0;        end        default   :     cnt <= 4'd0;      endcase  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      rd_data <= 32'd0;    else      if (c_state == READ_STATE && cnt == `Tcl)        rd_data[15:0] <= sdr_dq;      else        if (c_state == RD1)          rd_data[31:16] <= sdr_dq;        else          rd_data <= rd_data;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      rd_done <= 1'b0;    else      if (c_state == RD2 && cnt < `Trp - 1'b1)        rd_done <= 1'b1;      else        rd_done <= 1'b0;  end
endmodule

mux4_1設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

該模塊負(fù)責(zé)選擇出對(duì)應(yīng)的bus，然后將對(duì)應(yīng)位作為輸出即可。

設(shè)計(jì)代碼為：

module mux4_1 (
  input   wire  [`BUS_WIDTH - 1 : 0]      init_bus,  input   wire  [`BUS_WIDTH - 1 : 0]      refresh_bus,  input   wire  [`BUS_WIDTH - 1 : 0]      wr_bus,  input   wire  [`BUS_WIDTH - 1 : 0]      rd_bus,  input   wire  [1:0]                     mux_sel,
  output  wire  [1 : 0]                   sdr_bank,  output  wire  [`ADDR_WIDTH - 1 : 0]     sdr_addr,  output  wire                            sdr_cs_n,  output  wire                            sdr_ras_n,  output  wire                            sdr_cas_n,  output  wire                            sdr_we_n);
  reg           [`BUS_WIDTH - 1 : 0]      sdr_bus;
  assign sdr_cs_n = sdr_bus[18];  assign sdr_ras_n = sdr_bus[17];  assign sdr_cas_n = sdr_bus[16];  assign sdr_we_n = sdr_bus[15];
  assign sdr_bank = sdr_bus[14:13];
  assign sdr_addr = sdr_bus[12:0];
  always @ * begin    case (mux_sel)      2'b00       :   sdr_bus = init_bus;      2'b01       :   sdr_bus = refresh_bus;      2'b10       :   sdr_bus = wr_bus;      2'b11       :   sdr_bus = rd_bus;      default     :   sdr_bus = init_bus;    endcase  end
endmodule

sdr_ctrl設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

該模塊負(fù)責(zé)調(diào)度整個(gè)控制器，利用狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)。

設(shè)計(jì)代碼為：

`include "../rtl/sdr_drive_head.v"
module sdr_ctrl (
  input   wire                          clk,  input   wire                          rst_n,
  input   wire                          wr_en,  input   wire                          rd_en,  input   wire    [`ADDR_WIDTH - 1 : 0] addr,  input   wire    [31:0]                wdata,  output  reg     [31:0]                rdata,  output  reg                           rd_valid,
  output  wire                          sdr_busy,
  output  reg     [1:0]                 mux_sel,
  output  reg                           init_en,  input   wire                          init_done,
  output  reg                           time_en,  input   wire                          refresh_req,  output  reg                           req_clr,
  output  reg                           refresh_en,  input   wire                          refresh_done,
  output  reg                           out_en,  output  reg                           write_en,  output  reg     [`ADDR_WIDTH - 1 : 0] wr_addr,  output  reg     [31:0]                wr_data,  input   wire                          wr_done,
  output  reg                           read_en,  output  reg     [`ADDR_WIDTH - 1 : 0] rd_addr,  input   wire    [31:0]                rd_data,  input   wire                          rd_done);
  localparam      IDLE            =     6'b000_001;  localparam      INIT_STATE      =     6'b000_010;  localparam      REFRESH_STATE   =     6'b000_100;  localparam      NO_BUSY         =     6'b001_000;  localparam      WR_STATE        =     6'b010_000;  localparam      RD_STATE        =     6'b100_000;
  reg             [5:0]                 c_state;  reg             [5:0]                 n_state;  reg                                   wren;  reg                                   wren_clr;  reg                                   rden;  reg                                   rden_clr;  reg             [`ADDR_WIDTH - 1 : 0] addrr;  reg             [31:0]                wdatar;  reg                                   busy;
  assign sdr_busy = busy | rd_en | wr_en;
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      wren <= 1'b0;    else      if (wr_en == 1'b1)        wren <= 1'b1;      else        if (wren_clr == 1'b1)          wren <= 1'b0;        else          wren <= wren;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      rden <= 1'b0;    else      if (rd_en == 1'b1)        rden <= 1'b1;      else        if (rden_clr == 1'b1)          rden <= 1'b0;        else          rden <= rden;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      wdatar <= 32'd0;    else      if (wr_en == 1'b1)        wdatar <= wdata;      else        wdatar <= wdatar;  end 
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      addrr <= 0;    else      if (wr_en == 1'b1 || rd_en == 1'b1)        addrr <= addr;      else        addrr <= addrr;  end 
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      c_state <= IDLE;    else      c_state <= n_state;  end
  always @ * begin    case (c_state)      IDLE              :   n_state = INIT_STATE;
      INIT_STATE        :   begin        if (init_done == 1'b1)          n_state = REFRESH_STATE;        else          n_state = INIT_STATE;      end
      REFRESH_STATE     :   begin        if (refresh_done == 1'b1)          n_state = NO_BUSY;        else          n_state = REFRESH_STATE;      end
      NO_BUSY           :   begin        if (refresh_req == 1'b1)          n_state = REFRESH_STATE;        else          if (wren == 1'b1)            n_state = WR_STATE;          else            if (rden == 1'b1)              n_state = RD_STATE;            else              n_state = NO_BUSY;      end
      WR_STATE          :   begin        if (wr_done == 1'b1)          n_state = NO_BUSY;        else          n_state = WR_STATE;      end
      RD_STATE          :   begin        if (rd_done == 1'b1)          n_state = NO_BUSY;        else          n_state = RD_STATE;      end
      default           :   n_state = IDLE;    endcase  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      busy <= 1'b1;    else      if (c_state == NO_BUSY && wren == 1'b0 && rden == 1'b0 && refresh_req == 1'b0)        busy <= rd_en | wr_en;      else        busy <= 1'b1;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      init_en <= 1'b0;    else      if (c_state == IDLE)        init_en <= 1'b1;      else        init_en <= 1'b0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      time_en <= 1'b0;    else      if (c_state == INIT_STATE && init_done == 1'b1)        time_en <= 1'b1;      else        time_en <= time_en;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      refresh_en <= 1'b0;    else      if (c_state == INIT_STATE && init_done == 1'b1)        refresh_en <= 1'b1;      else        if (c_state == NO_BUSY && refresh_req == 1'b1)          refresh_en <= 1'b1;        else          refresh_en <= 1'b0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      req_clr <= 1'b0;    else      if (c_state == NO_BUSY && refresh_req == 1'b1)        req_clr <= 1'b1;      else        req_clr <= 1'b0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      write_en <= 1'b0;    else      if (c_state == NO_BUSY && refresh_req == 1'b0 && wren == 1'b1)        write_en <= 1'b1;     else        write_en <= 1'b0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      out_en <= 1'b0;    else      if (c_state == NO_BUSY && refresh_req == 1'b0 && wren == 1'b1)        out_en <= 1'b1;     else        if (c_state == WR_STATE && wr_done == 1'b1)          out_en <= 1'b0;        else          out_en <= out_en;  end 
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      wr_addr <= 0;    else      if (c_state == NO_BUSY && refresh_req == 1'b0 && wren == 1'b1)        wr_addr <= addrr;     else        wr_addr <= wr_addr;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      wr_data <= 0;    else      if (c_state == NO_BUSY && refresh_req == 1'b0 && wren == 1'b1)        wr_data <= wdatar;     else        wr_data <= wr_data;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      wren_clr <= 1'b0;    else      if (c_state == NO_BUSY && refresh_req == 1'b0 && wren == 1'b1)        wren_clr <= 1'b1;     else        wren_clr <= 1'b0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      rden_clr <= 1'b0;    else      if (c_state == NO_BUSY && refresh_req == 1'b0 && wren == 1'b0 && rden == 1'b1)        rden_clr <= 1'b1;     else        rden_clr <= 1'b0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      read_en <= 1'b0;    else      if (c_state == NO_BUSY && refresh_req == 1'b0 && wren == 1'b0 && rden == 1'b1)        read_en <= 1'b1;     else        read_en <= 1'b0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      rd_addr <= 0;    else      if (c_state == NO_BUSY && refresh_req == 1'b0 && wren == 1'b0 && rden == 1'b1)        rd_addr <= addrr;     else        rd_addr <= rd_addr;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      rdata <= 32'd0;    else      if (c_state == RD_STATE && rd_done == 1'b1)        rdata <= rd_data;      else        rdata <= rdata;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      rd_valid <= 1'b0;    else      if (c_state == RD_STATE && rd_done == 1'b1)        rd_valid <= 1'b1;      else        rd_valid <= 1'b0;  end 
  always @ (posedge clk, negedge rst_n)  begin    if (rst_n == 1'b0)      mux_sel <= 2'b00;    else      case (c_state)        IDLE        :       mux_sel <= 2'b00;        INIT_STATE  :       begin          if (init_done == 1'b1)            mux_sel <= 2'b01;          else              mux_sel <= mux_sel;        end        REFRESH_STATE:      mux_sel <= mux_sel;        NO_BUSY     :       begin          if (refresh_req == 1'b1)            mux_sel <= 2'b01;          else            if (wren == 1'b1)              mux_sel <= 2'b10;            else              if (rden == 1'b1)                mux_sel <= 2'b11;              else                mux_sel <= mux_sel;        end        RD_STATE    :   mux_sel <= mux_sel;        WR_STATE    :   mux_sel <= mux_sel;
        default     :   mux_sel <= 2'b00;      endcase  end
endmodule

為了防止在進(jìn)行刷新的起始部分丟失讀寫命令，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，加入了緩存結(jié)構(gòu)，只要有讀寫命令時(shí)，都會(huì)進(jìn)行保存。在讀寫執(zhí)行時(shí)，才會(huì)清除此命令。

RTL仿真

為了能夠仿真此設(shè)計(jì)，需要用到SDR SDRAM的仿真模型。仿真模型在msim的sdr_sim_module中，將其修改為行線為13bit，列為9bit，每個(gè)bank有4194304個(gè)存儲(chǔ)空間。

在仿真時(shí)，在第二個(gè)bank，第五行，第10列，寫入一個(gè)隨機(jī)值。然后讀取出來。

仿真代碼為：

`timescale 1ns/1ps
module sdr_drive_tb;
  reg                     clk;  reg                     rst_n;
  wire                    sys_clk;  wire                    sys_rst_n;
  wire                    sdr_busy;  reg                     wr_en;  reg                     rd_en;  reg       [23:0]        addr;  reg       [31:0]        wdata;  wire      [31:0]        rdata;  wire                    rd_valid;
  wire                    sdr_clk;  wire                    sdr_cke;  wire                    sdr_cs_n;  wire                    sdr_ras_n;  wire                    sdr_cas_n;  wire                    sdr_we_n;  wire      [15:0]        sdr_dq;  wire      [1:0]         sdr_bank;  wire      [1:0]         sdr_dqm;  wire      [12:0]        sdr_addr;
  sdr_drive sdr_drive_inst(
      .clk                  (clk),      .rst_n                (rst_n),
      .sys_clk              (sys_clk),      .sys_rst_n            (sys_rst_n),
    //  local      .sdr_busy             (sdr_busy),      .wr_en                (wr_en),      .rd_en                (rd_en),      .addr                 (addr),      .wdata                (wdata),      .rdata                (rdata),      .rd_valid             (rd_valid),
    //  sdr      .sdr_clk              (sdr_clk),      .sdr_cke              (sdr_cke),      .sdr_cs_n             (sdr_cs_n),      .sdr_ras_n            (sdr_ras_n),      .sdr_cas_n            (sdr_cas_n),      .sdr_we_n             (sdr_we_n),      .sdr_bank             (sdr_bank),      .sdr_addr             (sdr_addr),      .sdr_dqm              (sdr_dqm),      .sdr_dq               (sdr_dq)    );
  mt48lc32m16a2 mt48lc32m16a2_inst(      .Dq                   (sdr_dq),       .Addr                 (sdr_addr),       .Ba                   (sdr_bank),       .Clk                  (sdr_clk),       .Cke                  (sdr_cke),       .Cs_n                 (sdr_cs_n),       .Ras_n                (sdr_ras_n),       .Cas_n                (sdr_cas_n),       .We_n                 (sdr_we_n),       .Dqm                  (sdr_dqm)    );
  initial clk = 1'b0;  always # 10 clk = ~clk;
  initial begin    rst_n = 1'b0;    wr_en = 1'b0;    rd_en = 1'b0;    addr = {2'b01, 13'd5,9'd10};    wdata = 32'd0;    # 201    rst_n = 1'b1;    @ (negedge sdr_busy);    @ (posedge sys_clk);    # 2;    wr_en = 1'b1;    wdata = $random;    @ (posedge sys_clk);    # 2;    wr_en = 1'b0;    # 2000;    @ (negedge sdr_busy);    @ (posedge sys_clk);    # 2;    rd_en = 1'b1;    @ (posedge sys_clk);    # 2;    rd_en = 1'b0;    # 2000;    $stop;  end
endmodule

這設(shè)置激勵(lì)時(shí)，將tb文件和仿真模型文件同時(shí)加入添加文件中。

在modelsim的報(bào)告界面會(huì)顯示出具體的配置信息以及讀寫信息。

從打印的報(bào)告中可以看出，在初始化時(shí)，列選通潛伏期為2，突發(fā)長(zhǎng)度為2。在后續(xù)的讀寫時(shí)，在指定的位置，寫入了13604，后續(xù)的一個(gè)位置為4629；在讀出時(shí)，也正確的讀出了數(shù)據(jù)。

報(bào)告打印出寫入數(shù)據(jù)，即認(rèn)為寫入成功；報(bào)告打印出讀出數(shù)據(jù)，只能證明控制器將數(shù)據(jù)讀出，并不表示控制器能把數(shù)據(jù)接收到。

通過控制輸出的rdata以及對(duì)應(yīng)的rd_valid信號(hào)，確定讀出成功。在rdata中顯示為16進(jìn)制，16進(jìn)制的1215為十進(jìn)制的4629；16進(jìn)制的3524的為十進(jìn)制的13604。證明讀數(shù)據(jù)接收正確。

板級(jí)測(cè)試

編寫控制器的上游模塊（sdr_drive_test_crtl），控制寫入和讀出。在固定的地址中addr = {2'b01, 13'd128, 9'd20}，寫入一個(gè)固定的數(shù)字wdata = 32'h5a5aa5a5，然后讀出，進(jìn)行驗(yàn)證。

讀者在進(jìn)行驗(yàn)證時(shí)，可以采樣其他的地址或者數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，且可以進(jìn)行多次嘗試，保證設(shè)計(jì)正確。

該模塊采用狀態(tài)機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

設(shè)計(jì)代碼為：

`include "../rtl/sdr_drive_head.v"
module sdr_drive_test_ctrl (
  input     wire                                    clk,  input     wire                                    rst_n,
  input     wire                                    sdr_busy,  output    reg                                     wr_en,  output    reg                                     rd_en,  output    wire      [31:0]                        wdata,  input     wire                                    rd_valid,  input     wire      [31:0]                        rdata,  output    wire      [`ADDR_WIDTH - 1 : 0]         addr);
  localparam          IDLE        =   4'b0001;  localparam          WR_STATE    =   4'b0010;  localparam          RD_STATE    =   4'b0100;  localparam          TEST_DONE   =   4'b1000;
  reg                 [3:0]         c_state;  reg                 [3:0]         n_state;
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      c_state <= IDLE;    else      c_state <= n_state;  end
  always @ * begin    case (c_state)      IDLE          :   begin        if (sdr_busy == 1'b0)          n_state = WR_STATE;        else          n_state = IDLE;      end
      WR_STATE      :   begin        if (sdr_busy == 1'b0)          n_state = RD_STATE;        else          n_state = WR_STATE;      end
      RD_STATE      :   begin        if (rd_valid == 1'b1 && rdata == 32'h5a5aa5a5)          n_state = TEST_DONE;        else          n_state = RD_STATE;      end
      TEST_DONE     :   n_state = TEST_DONE;

      default       :   n_state = IDLE;    endcase  end
  assign wdata = 32'h5a5aa5a5;  assign addr = {2'b01, 13'd128, 9'd20};
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      wr_en <= 1'b0;    else      if (c_state == IDLE && sdr_busy == 1'b0)        wr_en <= 1'b1;      else        wr_en <= 1'b0;  end
  always @ (posedge clk, negedge rst_n) begin    if (rst_n == 1'b0)      rd_en <= 1'b0;    else      if (c_state == WR_STATE && sdr_busy == 1'b0)        rd_en <= 1'b1;      else        rd_en <= 1'b0;  end
endmodule

編寫測(cè)試頂層，模塊命名為sdr_drive_test，并且設(shè)置為頂層。

此模塊負(fù)責(zé)例化sdr_drive和sdr_drive_test_ctrl，完成連接功能，以此測(cè)試。

代碼為：

`include "../rtl/sdr_drive_head.v"
module sdr_drive_test (
  input     wire                                    clk,  input     wire                                    rst_n,
//  sdr  output    wire                                    sdr_clk,  output    wire                                    sdr_cke,  output    wire                                    sdr_cs_n,  output    wire                                    sdr_ras_n,  output    wire                                    sdr_cas_n,  output    wire                                    sdr_we_n,  output    wire      [1:0]                         sdr_bank,  output    wire      [`SDR_ADDR_WIDTH - 1 : 0]     sdr_addr,  output    wire      [1:0]                         sdr_dqm,  inout     wire      [15:0]                        sdr_dq);
  wire                                    sys_clk;  wire                                    sys_rst_n;
//  local  wire                                    sdr_busy;  wire                                    wr_en;  wire                                    rd_en;  wire      [`ADDR_WIDTH - 1 : 0]         addr;  wire      [31:0]                        wdata;  wire      [31:0]                        rdata;  wire                                    rd_valid;
  sdr_drive_test_ctrl sdr_drive_test_ctrl_inst(
      .clk                (sys_clk),      .rst_n              (sys_rst_n),
      .sdr_busy           (sdr_busy),      .wr_en              (wr_en),      .rd_en              (rd_en),      .wdata              (wdata),      .rd_valid           (rd_valid),      .rdata              (rdata),      .addr               (addr)    );
  sdr_drive sdr_drive_inst(
      .clk                (clk),      .rst_n              (rst_n),
      .sys_clk            (sys_clk),      .sys_rst_n          (sys_rst_n),
    //  local      .sdr_busy           (sdr_busy),      .wr_en              (wr_en),      .rd_en              (rd_en),      .addr               (addr),      .wdata              (wdata),      .rdata              (rdata),      .rd_valid           (rd_valid),
    //  sdr      .sdr_clk            (sdr_clk),      .sdr_cke            (sdr_cke),      .sdr_cs_n           (sdr_cs_n),      .sdr_ras_n          (sdr_ras_n),      .sdr_cas_n          (sdr_cas_n),      .sdr_we_n           (sdr_we_n),      .sdr_bank           (sdr_bank),      .sdr_addr           (sdr_addr),      .sdr_dqm            (sdr_dqm),      .sdr_dq             (sdr_dq)    );
endmodule

經(jīng)過綜合分析后，進(jìn)行分配管腳。在分配管腳后，需要將雙功能管腳中的NCEO設(shè)置為普通用戶IO。如果不設(shè)置，將會(huì)出現(xiàn)如下錯(cuò)誤：

右擊器件名稱，選擇DEVICE。

選擇device and pin option。

選擇dual – purpose pins。

將nceo設(shè)置為 use as regular IO。

點(diǎn)擊OK，進(jìn)行編譯即可。

連接上開發(fā)板，啟動(dòng)邏輯分析儀。

將采樣時(shí)鐘選擇為，sys_clk（PLL的c0）。采樣深度選擇為1K。

添加觀測(cè)信號(hào)如下，將wr_en的上升沿設(shè)置為觸發(fā)條件。

經(jīng)過保存，重新形成配置文件后，進(jìn)行下板測(cè)試。

下板后，按下復(fù)位。等待波形觸發(fā)。

通過邏輯分析儀，就可以看出可以正確的寫入和讀出數(shù)據(jù)。

讀者也可以進(jìn)行嘗試一次性寫入多個(gè)數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行讀出，進(jìn)行驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性。