勇敢的芯伴你玩转Altera FPGA连载66：SRAM读写测试

2018年05月03日 21:09 发布者：rousong1989

存储器铺天盖地，并且是各个大小计算机系统（包括嵌入式系统）必不可少的部分。可以毫不夸张的讲，有数据传输处理的地方必定有存储器，不管是CPU内嵌的或外挂的，在做代码存储或程序运行的时候也必定少不了它。而本节的实验对象SRAM（Static RAM）是一种异步传输的易失存储器，它读写传输较快，控制时序也不复杂，因此目前有着非常广泛的应用。你找来任何一颗SRAM芯片的datasheet，会发现它们的时序操作大同小异，在这里总结一些它们共性的东西，也提一些用Verilog简单的快速操作SRAM的技巧。SRAM内部的结构如图8.34所示，要访问实际的Momory区域，FPGA必须送地址（A0-A14）和控制信号（CE#\OE#\WE#），SRAM内部有与此对应的地址译码（decoder）和控制处理电路（control circuit）。这样，数据总线（I/O0-I/O7）上的数据就可以相应的读或写了。

图8.34 SRAM功能框图       这里就以本实验使用的IS62LV256-45U为例进行说明。其管脚定义如表8.3所示。表8.3 SRAM接口定义
    序号    管脚  方向  描述
  1  A0-A14  Input  地址总线。
  2  CEn  Input  芯片使能输入，低有效。
  3  OEn  Input  输出使能输入，低有效。
  4  WEn  Input  写使能输入，低有效。
  5  I/O0-I/O7  Inout  数据输入/输出总线。
  6  VCC  Input  电源。
  7  GND  Input  数字地。
本设计的硬件原理图如图8.35所示。

图8.35 SRAM接口对于SRAM的读操作时序，其波形如图8.36所示。

图8.36 SRAM读时序对于SRAM的写操作时序，其波形如图8.37所示。

图8.37 SRAM写时序具体操作是这样的，要写数据时，（这里是相对于用FPGA操作SRAM而言的，软件读写可能有时间顺序的问题需要注意），比较高效率的操作是送数据和地址，把CE#和WE#拉低。然后延时file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.gif时间再把CE#和WE#拉高，这时就把数据写入了相应地址了，就这么简单。读数据就更简单了，只要把需要读出的地址放到SRAM的地址总线上，把CE#和OE#拉低，然后延时file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif时间后就可以读出数据了。时序图中列出的相关时间参数如表8.4所示。表8.4 SRAM读写时序表
    参数    定义  最小值（ns）  最大值（ns）
  file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.gif  读操作周期时间。  70  —
  file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.gif  数据输出保持时间。  2  —
  file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image014.gif  地址访问时间。  —  70
  file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.gif  写操作周期时间。  70  —
  file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image022.gif  地址建立时间。  0  —
  file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image024.gif  写结束后地址保持时间。  0  —
  file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image026.gif  WEn信号有效脉冲宽度。  55  —
  file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image028.gif  写结束前的数据建立时间。  30  —
  file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image030.gif  写结束后的数据保持时间。  0  —
      如图8.38所示，本实例每秒钟定时进行一个SRAM地址的读和写操作。读写数据比对后，通过D2 LED状态进行指示。与此同时，也可以通过SignalTap II在Quartus II中查看当前操作的SRAM读写时序。

图8.38 SRAM实例功能框图该实例的工程模块划分层次如图8.39所示。

图8.39 SRAM实例模块层次