XILINX FPGA DDR 学习笔记(一)

DDR 内存的本质是数据的存储器，首先回到数据的存储上，数据在最底层的表现是地址。为了给每个数据进行存放并且在需要的时候读取这个数据，需要对数据在哪这个抽象的概念进行表述，我们科技树发展过程中把数据在哪用地址表示。一个数据单元表示一个地址，通常一个数据单元是一个字节(8Bit)、二个字节等。
一：DDR数据最底层的结构抽象
这里数据表现的最小单元是一个数据储存单元

上图假设是一个DDR储存芯片内的储存数据的结构。有4行6列一共24个储存单元，每个储存单元里面有4X6=16个小方格。这里一个小方格代表数据的最小物理储存形式bit。所以上图的一个储存单元是16bit。
这个时候计算这个DDR储存芯片的容量为 24X16=320 bit。如果一个芯片内面有6个这样的储存块那么内存条容量就是320X6=1920bit。
这个储存块叫做BANK。其实就是像三明治一样叠起来。
到这里我们会计算DDR 的容量：
行数 X 列数 X 储存单元bit数 X BANK数

二：数据的交互
数据必须进行交互，也就是读写，首先需要解决的是储存单元在哪，数据如何传输。
储存单元在哪：地址 ，行、列、BANK 决定存储单元在哪，通常就是地址线
数据的传输： 往一个储存单元写数据，数据线位宽和储存单元大小一致，一次就写一个储存单元，数据线

三：DDR 框图

说了这么多终于要接触到真正的器件了。

1.储存单元

memory arry 就是储存单元上图表示的是32678行 ，128列，每个储存单元有128个bit，有0~7 一共8个BANK。

列32768 为2^15 为32K
行 128为2^7为 128

容量为 32768128128*8(行、列、单元、BANK)=4,294,967,296=4Gb

18位的地址线可以看到是行列共用。其中行ROW有15位 32768行，列地址是10位中的7位 128列

2.读写换成，预取

32768X128X128其中最后一个128表示一个存储单元的位宽所以DDR内部的数据位宽是128位。显然我们一般的应用很少用到128Bit的位宽，一般是8bit、16bit所以两种位宽是无法进行直接通信的需要一个缓冲区域，这个就是内部FIFO。也就是说当DDR外部需要16bit数据的时候内部其实已经一口气拿了128bit数据（一次操作就是按照位宽来），称为预取8(128/16).

显然DDR储存单元一次操作需要外部8次操作才跟的上，两边的时钟频率是需要成倍数关系的，DDR一个时钟操作两次。
所以8/2=4,所以DDR内部操作一次，外部需要4次。因此FIFO右边的clk是FIFO左边clk的4倍。

3，OTD

有时候用到菊花链或者其他方式取连接多个DDR，在信号上为了减少反射会增加终端电阻，ODT用来控制电阻导通。这部分了解即可。