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摘要 介绍registered sdram的工作原理和接口芯片,以及在mpc8241嵌入式系统中进行registered sdram电路设计的实例;给出电路原理设计和pcb布局布线的一般规则。
关键词 registeredsdram mpc8241 接口技术 在嵌入式系统中,传统的sdram接口电路设计模式是系统主控芯片直接驱动所有内存芯片的地址/控制信号。当内存芯片数量较多时,这类直接驱动的设计会出现因主控芯片的地址/控制信号驱动能力不足,而导致系统内存工作不稳定的问题。registered sdram是指具有地ti/控制信号锁存电路的sdram模块,特点是系统主控芯片的地址/控制信号不直接驱动内存芯片,而是通过地址/控制信号锁存电路驱动内存芯片的地址/控制信号。registered sdram模式降低了主控制芯片地址/控制信号直接驱动的逻辑门数,同时提高了系统sdram接口电路的负载能力。当系统的内存芯片数量较多时,regis_tered sdram是一种较好的设计方法。1 reqistered sdram的工作原理
在registered sdram模式下,当主控芯片对sdram芯片进行访问时,数据总线信号(data)要比传统模式多延迟一个时钟周期。以主控芯片对sdram芯片进行单字节写时的操作时序为例,对两种模式进行对比说明,其他时序的对比不再详述。

对比图1、图2的时序可知,在主控芯片对sdram总线发起操作(以cs、cdras同时为低电平的时刻为发起时间)到数据总线(data)的信号(do)有效期间,传统模式为2个时钟周期,registered sdram模式为3个时钟周期。registered sdram模式在硬件电路上采用地址/控制信号,要先经过锁存电路的锁存再延迟一个时钟周期输出的方法,消除这一时钟周期的差异。 典型registered sdram接口电路由二部分组成:地址/控制信号锁存电路与时钟扩展电路。地址/控制信号锁存电路通常由2片多通道d触发锁存芯片构成。该电路将主控芯片sdram接口的控制信号(cs,dqm[o:7],sdras,sdcas。cke,we)和地址信号(addr)进行锁存,并将锁存后输出的信号与所有内存芯片相对应的地址/控制信号输入端连接。锁存时钟由时钟扩展电路产生。在锁存时钟的上升沿对地址/控制信号进行锁存。地址/控制信号锁存电路的另一功能,是对主控芯片与sdram芯片之间的连接进行电气隔离,使主控制芯片地址/控制信号直接驱动的逻辑门数得到降低,从而提高系统sdram接口电路的驱动能力。

时钟扩展电路的功能是对主控制芯片输出的sdram时钟进行扩展,即将输入的一路sdram时钟信号,扩展为多路同频时钟输出。其中一路输出时钟作为反馈时钟,反馈给时钟扩展芯片的反馈时钟输入端;另外两路输出时钟作为地址/控制信号锁存电路的锁存时钟,分别驱动2片锁存芯片;其他输出时钟分别输出给不同的sdram芯片。原则上,每片sdram芯片均有独立的输入时钟。在时钟扩展电路中,可以通过调节各时钟的对地由容值.对各时钟间的相关系进行调整。

对sdram芯片而言,registered sdram模式的操作时序与传统模式的操作时序是等同的。这是因为在regigtered sdram模式下,虽然数据信号较地址/控制信号延迟1个时钟周期,但因地址/控制信号要先经过锁存电路的锁存再延迟1个时钟周期输出,因此数据信号与地址/控制信号能同时有效到达sdram芯片。这一能同时有效到达的特性与传统模式的时序特性是相同的。2 registered sdram接口电路芯片简介
2.1 cdcf2510a
cdcf2510a为ti公司生产的低skew(skew<±125ps)、低抖动(jitte_cyc_cyc<士70 ps)的pll时钟驱动器。工作频率范围为25~140 mhz。可将1路输入时钟扩展为10路同频输出时钟,同时具有输出时钟反馈功能。该芯片主要用于sdram接口的时钟扩展。芯片的内部逻辑电路如图3所示。 图3所示的clk为输入时钟;1y0~1y9为10路输出扩展时钟;fbout、fbin分别为反馈时钟的输出脚与输入脚;g为扩展时钟输出允许控制脚,高电平有效。

2.2 74alvcf 162835apa
74alvcfl62835apa为多通道d锁存器。设计采用fairchild公司的产品。该芯片可同时锁存18位的输入信号。在供电电压为3.o~3.6 v时,锁存延迟tpd(clk锁存开始到数据输出有效的时间)最大为3.7 ns。3 registered sdram在mpc8241嵌入式系统中的设计实现
mpc8241为摩托罗拉公司生产的较高性能32位嵌入式cpu,内部主要集成了32位pci总线接口,sdram接口以及可与flash芯片或简单逻辑接口芯片(如uart控制芯片)等连接的外围总线。其sdram接口可工作于多种模式。本设计采用registered sdram模式且对系统提供128 mb内存,设计的sdram

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