面向高性能众核处理器的超频DDR4访存结构设计

从高性能众核处理器的多路DDR4嵌入式工程应用出发,设计一种高密度DDR4串推互连结构,提出一种基于不同激励码型的仿真分析方法。采用双面盲孔印制板工艺折叠串推访存结构设计,解决地址组信号概率性出错问题。在压力测试环境下实测读/写信号波形良好,支持信号超频可靠传输,标称2666 Mbps的DDR4存储颗粒可以在3000 Mbps速率下长时间稳定运行。已在神威E级原型机等多台套大型计算装备研发中得到规模化推广应用,产生了良好的技术效益。

实时视频SDRAM控制器的FPGA设计与实现

描述了一种1024×768高分辨率实时视频图像数据处理的方法。由于高分辨率的视频流数据量大,又要进行实时显示,对于这样大的数据量必定要求大容量存储器来进行缓存;SDRAM存储量大,价格低廉,非常适于本系统。分析了设计中所用的SDRAM性能、特点,给出了SDRAM初始化方式及其相应的模式设置值,并根据本设计的实际情况对SDRAM状态机进行了简化,给出了一种相对容易实现的SDRAM状态机。为了实现快速实时的视频传输数据,使用了两片SDRAM进行读写切换,以写满写SDRAM为切换的标志,这样保证图像数据实时显示。并在相应的硬件电路上做了彩条实验,证明控制器操作的可行性。

大面阵CCD图像实时显示系统中的SDRAM控制器设计

在分析了同步动态随机存储器(SDRAM)的存储原理之后,针对大面阵CCD图像实时显示系统中的数据缓存问题,应用参数化设计思想,采用VHDL硬件描述语言在Xilinx公司的ISE开发环境下设计了一种较为通用的、接口简单的SDRAM控制器,并成功运用在大面阵CCD图像实时显示系统中,很好地完成了图像的存取任务。

高速SDRAM控制器的嵌入式设计

为适应高数据吞吐速率的应用场合,在分析同步动态随机存储器(SDRAM)控制器工作原理的基础上,研究支持高数据处理效率可连续读写操作的存储控制算法。利用现场可编程门阵列设计SDRAM嵌入式存储控制器,采用CMD命令形式,根据猝发长度分配连续读写延时,通过数据通道控制与读写操作协同工作提高数据处理效率。测试结果表明,该控制器运行频率高于100 MHz,数据处理效率大于95%,适用于视频采集数据缓存及大型LED显示控制中。

基于FPGA的SDRAM控制器设计

介绍了SDRAM的结构和控制时序特点 ,以及基于FPGA的SDRAM控制器设计的关键技术 ,并引入仲裁机制 ,从而实现了快速高效地控制SDRAM。

基于SDRAM的大容量FIFO的方案设计

在数据高速采集系统中缓存是一个关键的部分,随着数据量的增加和速度的提高,对缓存的容量和速度提出更高的要求。采用Altera公司的Cyclone系列的FPGA设计了大容量高速率的可随时读写的FIFO,并将设计嵌入到数据采集系统中,完成了数据的存储功能。最后以QuartusII为平台进行设计,用Modelsim软件进行仿真,并已经应用到某型号设计中,达到了预期的目标。

基于DMA传输方式的SDRAM控制器的设计与实现

在简单介绍同步动态随机存储器(SDRAM)的基础上,提出了一种基于直接存储器读取(DMA)传输方式的SDRAM控制器,详细介绍了DMA控制器和SDRAM控制器的设计,并说明了其现场可编程门阵列(FPGA)实现后的性能。

SDRAM及其可编程逻辑器件控制

对计算机内存 SDRAM的内部结构 ,主要信号及其时序控制作了详尽的介绍。提出了用可编程逻辑器件作为逻辑控制芯片对内存条进行控制 ,从而使在工程项目中使用计算机内存条成为可能 ,为需要大容量高速存储器的电子设计提供了一种新的思路。

基于FPGA的SDRAM控制器设计与实现

针对SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)在缓存图像数据时时序的控制比较复杂的问题,在研究SDRAM的特点和原理的基础上,提出了一种基于现场可编程逻辑器件FPGA(Field Programmable Gate Array)为核心的SDRAM控制器的设计方案。采用分模块的思想,把SDRAM的控制分成不同的功能模块,各模块之间通过信号状态线相互关联,并且相关模块利用状态机来控制整个时序的过程。另外,为了提高SDRAM的缓存速度,选择了SDRAM工作在页突发操作模式下,使SDRAM的读写速度有了大幅的提升。整个控制系统经过仿真和在线逻辑分析仪验证表明:控制器能准确地对SDRAM进行读写控制,稳定可靠,可应用于不同的高速缓存系统。

基于ANSYS的DDR4 SDRAM信号完整性仿真方法研究

半导体技术快速发展,双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data Rata Synchronous Dynamic Random Access Memory,DDR SDRAM)的信号完整性问题已成为设计难点。文中提出了一种基于ANSYS软件和IBIS 5.0模型的DDR4 SDRAM信号完整性仿真方法。利用IBIS 5.0模型中增加的复合电流(Composite Current)、同步开关输出电流等数据,对DDR4 SDRAM高速电路板的信号完整性进行更准确的仿真分析。仿真结果表明:高速信号在经过印制板走线和器件封装后,信号摆幅和眼图都有明显恶化;在仿真电路的电源上增加去耦电容后,信号抖动和收发端同步开关噪声(Synchronous Switching Noise,SSN)都得到明显改善;在不加去耦电容的情况下,将输入信号由PRBS码换成DBI信号,接收端的同步开关噪声有所改善,器件功耗可以降为原来的一半。

基于FPGA和DDR3 SDRAM的高精度脉冲发生器设计与实现

文章介绍了一种基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)和第三代双倍速率同步动态随机存储器(third generation of double-data-rate synchronous dynamic random-access memory,DDR3 SDRAM)的1 ns精度脉冲发生器的实现方案。该设计在提高精度和增加指令存储空间的同时,兼顾了2 ns精度脉冲发生器多通道、可编程、可与外部时钟同步等特点。最后,通过金刚石中的氮-空位(nitrogen-vacancy,NV)电子自旋拉比振荡实验验证了1 ns精度脉冲发生器相对于2 ns精度脉冲发生器的优越性。

高速大容量多通道数据采集系统设计

根据某型号通信实验系统中数据采集单元的设计要求 ,提出了一种高速、大容量、多通道数据采集系统的设计方案。该方案以同步动态存储器 ( Synchronous dynamic random access memory,SDRAM)组成的计算机内存条为存储介质 ,以现场可编程门阵列 ( Field programmable gate array,FPGA)为数字逻辑控制的核心 ,并通过硬件描述语言 ( VHSIC hardware description language,VHDL)编程实现了控制 SDRAM所需的接口电路 ,从而使硬件电路软件化 ,降低了硬件成本。本文重点介绍了该采集系统的硬件设计原理和软件设计框架。

DRAM芯片的最新研制进展与发展趋势

介绍了动态随机存取存储器(DRAM)的最新制造技术、0.1μm特征尺寸理论极限的突破和相关新技术的进展,并展望了3种非易失性随机存取存储器(NVRAM),如FRAM、相变RAM、MRAM和BiCMOS技术的开发前景与发展趋势。

钛酸锶钡电介质材料的掺杂改性及其应用

综合介绍了国内外对于钛酸锶钡(strontium barium titanate,BSTO)电介质材料在掺杂改性方面的研究状况,介绍了MgO,A12O3, ZrO2,CeO2,Dy2O3和La2O3等金属氧化物的掺杂对于BSTO陶瓷材料的介电性能的影响。论述了材料的组成、显微结构以及介电性能之间的 关系,指出了该材料在移相器领域和存储器领域极负潜力的应用方向。

行波故障定位系统中数据采集卡的设计与实现

提出一种用于行波故障定位系统的高速、高精度、多通道同步数据采集卡的设计和实现方法。首先给出了采集卡的总体结构及工作原理,然后详细介绍了采集卡硬件和软件的设计和实现思路。硬件以现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)为中央处理器,以高速、高精度、低功耗的模数转换器为信号转换单元,配备先进先出高速缓存,同步动态随机存储器和全球定位系统同步时钟接收模块。软件主要包括FPGA编程和外部设备互连PCI总线驱动程序。该采集卡能实现每路100 MHz的采样速率和16位高精度3路模拟输入的同步采集,并为采集的数据附加时标,可有效解决故障行波的高速、高精度数据采集问题。

实时合成孔径雷达成像中的专用快速CTM算法

在分析同步动态随机存储器读写特性的基础上,提出了基于现场可编程门阵列的专用同步动态随机存储器控制器快速矩阵转置算法,实现了矩阵转置读写及顺序读写的等速与高效.该算法不仅充分地发挥了同步动态随机存储器的最佳矩阵转置读写性能,而且也提高了高分辨率合成孔径雷达成像处理的实时性.

同步动态随机存储器辐射效应测试系统研制

在分析同步动态随机存储器(SDRAM)辐射效应主要失效现象的基础上,研制了具备了读写功能测试、刷新周期测试及功耗电流测试三种功能的SDRAM辐射效应在线测试系统,并开展了SDRAM的总剂量效应实验研究。结果表明,总剂量效应会导致SDRAM器件的数据保持时间不断减小,功耗电流不断增大以及读写功能失效。实验样品MT48LC8M32B2的功能失效主要由外围控制电路造成,而非存储单元翻转。数据保持时间虽然随着辐照剂量的累积不断减小,但不是造成该器件功能失效的直接原因。

BST铁电薄膜材料的研究现状及其进展

铁电钛酸锶钡(Ba_xSr_(1-x))TiO_3是一种具有十分优越铁电/介电性能的材料,在可调微波器件及动态随机存储器件方面有很好的应用前景。介绍了钛酸锶钡薄膜材料的基本结构、制备技术、掺杂改性等方面的研究现状.并在性能改善的基础上,指出了该材料的未来发展方向。

BST材料在DRAM电容中的应用研究

钛酸锶钡(BST)高介电常数材料被普遍认为是最有前途的DRAM电容介质材料。BST作为DRAM电容介质材料的研究已有多年,到目前为止取得了不少突破性的进展。介绍了BST的材料特性和堆积型电容结构电极、埋层材料的设计考虑,探讨了BST膜的制备、掺杂及刻蚀工艺技术。

视频图像采集及网络传输系统的设计

为满足特殊行业对高分辨率视频监控的需求,设计一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的视频图像采集及网络传输系统。采用IIC(Intel-Integrated Circuit)协议,利用FPGA实现对图像传感器寄存器的配置,图像传感器输出分辨率为1 024×768、帧率为8 Hz、16位数字YCbCr的视频信号至FPGA,FPGA对接收的视频信号按照4 Hz的帧率进行采样存储。采用DDR SDRAM存储器作为帧缓存,接收的视频信号通过FPGA内部的以太网控制器模块打包成以太网数据帧格式,通过物理层芯片接口模块发送到外部物理层芯片,图像传感器采集的视频数据可通过以太网进行远距离传输。该系统设计采用VHDL(Very-High-Speed Integrat-ed Circuit Hardware Description Language)语言实现,并在Xilinx FPGA上验证。验证结果表明,该系统可有效传输高分辨率视频图像。