| 【中文题名】 | 基于FPGA的SDRAM控制器设计及应用 |
| 【英文题名】 | Design of SDRAM Controller and Its Application on FPGA |
| 【学科专业】 | 粒子物理与原子核物理 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-8-20 |
| 【中关键词】 | 冷却储存环,同步动态随机存储器,同步事例处理器,现场可编程门阵列,超高速集成电路硬件描述语言, |
| 【英关键词】 | CSR,SDRAM,FPGA,VHDL,Synchronous Event Processor, |
| 【分类导航】 | 工业技术>自动化技术、计算机技术>自动化技术及设备>自动化元件、部件>> |
| 【论文摘要】 |
在国家重大科学工程HIRFL-CSR的CSR控制系统中，需要高速数据获取和处理系统。该系统通常采用存储器作为数据缓冲存储。同步动态随机存储器SDRAM凭借其集成度高、功耗低、可靠性高、处理能力强等优势成为最佳选择。但是SDRAM却具有复杂的时序，为了降低成本，所以采用目前很为流行的EDA技术，选择可编程逻辑器件中广泛使用的现场可编程门阵列FPGA，使用硬件描述语言VHDL，遵循先进的自顶向下的设计思想实现对SDRAM控制器的设计。
论文引言部分简单介绍了CSR控制系统，指出论文的课题来源与实际意义。第二章首先介绍了存储器的概况与性能指标，其次较为详细介绍了动态存储器DRAM的基本时序，最后对同步动态随机存储器SDRAM进行详尽论述，包括性能、特点、结构以及最为重要的一些操作和时序。第三、四章分别论述本课题的SDRAM控制器硬件与软件设计，重点介绍了具体芯片与FPGA设计技术。第五章为该SDRAM控制器在CSR控制系统中的一个经典应用，即同步事例处理器。最后对FPGA技术进行总结与展望。
本论文完整论述了控制器的设计原理和具体实现。从测试的结果来看，本控制器无论从结构上，还是软硬件上设... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-6 |
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目录 |
6-8 |
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第一章 引言 |
8-12 |
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1.1 CSR整体概述 |
8-11 |
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1.1.1 HIRFL-CSR简介 |
8-9 |
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1.1.2 CSR控制系统概述 |
9-10 |
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1.1.3 HIRFL-CSR控制周期 |
10-11 |
|
1.2 课题的提出内容和意义 |
11-12 |
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第二章 同步动态随机存储器(SDRAM)的工作原理 |
12-30 |
|
2.1 存储器的概述 |
12-14 |
|
2.1.1 存储器的分类 |
12 |
|
2.1.2 存储器的技术指标 |
12-13 |
|
2.1.3 动态随机存储器的存储原理 |
13-14 |
|
2.1.4 动态存储器的读/写和刷新时序 |
14 |
|
2.2 同步动态随机存储器 |
14-30 |
|
2.2.1 SDRAM内存模组与基本结构 |
15-16 |
|
2.2.2 SDRAM芯片内部结构 |
16-18 |
|
2.2.3 SDRAM的引脚与封装 |
18-19 |
|
2.2.4 SDRAM的内部基本操作与工作时序 |
19-30 |
|
第三章 SDRAM控制器的硬件设计 |
30-48 |
|
3.1 总体设计框图 |
30 |
|
3.2 KVR133×64SC3/128芯片 |
30-39 |
|
3.2.1 芯片简介 |
31-34 |
|
3.2.2 常用操作时序 |
34-39 |
|
3.3 EPIK50FC256-3芯片 |
39-46 |
|
3.3.1 性能特点 |
39-40 |
|
3.3.2 器件结构 |
40-43 |
|
3.3.3 芯片的配置原理 |
43-45 |
|
3.3.4 JTAG接口电路 |
45-46 |
|
3.4 结语 |
46-48 |
|
第四章 SDRAM控制器的VHDL程序设计 |
48-60 |
|
4.1 VHDL语言简介 |
48-49 |
|
4.2 Quartus Ⅱ软件及VHDL设计方法 |
49-51 |
|
4.3 VHDL程序设计 |
51-58 |
|
4.3.1 库(Library)和实体(Entity) |
51-52 |
|
4.3.2 主体程序 |
52-58 |
|
4.4 仿真结果 |
58-60 |
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第五章 SDRAM控制器在CSR控制系统中的应用 |
60-69 |
|
5.1 PCI总线简介 |
60-64 |
|
5.1.1 PCI总线信号 |
60-62 |
|
5.1.2 总线周期类型 |
62 |
|
5.1.3 总线周期操作 |
62-64 |
|
5.2 同步事例处理器的设计 |
64-67 |
|
5.2.1 系统的结构设计 |
64-66 |
|
5.2.2 SDRAM控制内部模块设计 |
66-67 |
|
5.3 仿真结果 |
67-68 |
|
5.4 小结 |
68-69 |
|
第六章 总结 |
69-71 |
|
参考文献 |
71-73 |
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硕士阶段研究成果 |
73-74 |
|
致谢 |
74 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.384672 |
