Xilinx DDR控制器使用中的一些问题

只看该作者 · 2012-10-10 18:07

XILINX
公司在最新的Spartan6中集成了MCB硬核，它可以支持到DDR3-800，而且对于大多数厂家的存储芯片都支持（Micron、Elpida、Hynix.....）。对于工程来讲，其MCB硬核优秀的误码校验和偏移时钟校验，以及PLL_ADV工作时的稳定、高精度都大大保证了研发产品的质量。而对于用户控制接口又是以通用FIFO的读写方式，代替复杂的DDR/DDR2/DDR3读写逻辑。以SRAM的地址映射方式代替复杂的行列地址选择。可见spartan6—MCB硬核控制器的诞生是值得大家推崇的。

一，
在工程中添加IP

1、
打开工程，添加新的源文件，

2、
选择版本，这里以3.6为例（尽量选择最新版本），进入Xilinx Memory Interface Generator界面，单击Next，进入下一步；

3、
选择输出项，输入自定义模块名；

单击Next，注意：如果你是修改一个核而不是第一次生成核，会出现如下对话框，单击Yes,这时会覆盖掉一些文件，因此无论你在接下来的步骤中有没有对核的选项进行修改，最后必须点击Generator；

4、
单击Next，选择Memory Type；

只看该作者 · 2012-10-10 18:08

注意到图中有个C1、C3，这是因为Xilinx的MCB有部分是属于硬核，引脚是固定的，分别存在于FPGA芯片的BANK1和BANK3，在代码中将看到很多的信号名是以C1_XXX和C3_XXX开头的，这很容易区分是哪个DDR芯片对应的信号名，注意与后面的端口（Port）混淆；

5、
单击Next，进入DDR2芯片选项模块，先选择存储器，再输入时钟；

这里的Memory Part 选择的是自定义的芯片，单击，输入一个自定义的DDR2芯片名，尽量输入芯片的实名而不是自定义名，这样有利于重复使用，不至于将来使用时不知所云，下面的参数可以在你所选的DDR2芯片DATASHEET中找到，输入参数值，保存，这样就可以在

找到自定义的存储器了，单击Next；

6、
选择同上，单击Next；

7、
设置端口的一些参数，主要是根据自己板子的实际情况稍微做一些修改即可。

8、
进入端口配置，

（1）选择配置模式，单向与双向的意思是指端口是可读、可写，还是既可读又可写，

将端口配置成一个读一个写，其他不用；

（2）选择存储器的地址映射方式，可根据自己程序设计方便选择，这里默认；

9、
Next；接着

10、进入FPGA选项，这里注意系统时钟的方式，根据实际情况选择单端还是差分，这里选择单端。还有就是要注意下这里debug选项，建议选择”Disable”.

其他默认；

11、Next，同上；

12、Next；

13、选择
Next；

14、Next；

二，
IP中的文件

打开生成的文件夹（一般在工程的ipcore_dir目录下），四个文件夹分别是参数配置、RTL代码、仿真库和综合脚本。

其中RTL文件夹内的文件是我们主要关注的。这里的DDR667(建立IP时取的名字)是顶层文件，另外两个分别是“管理时钟”和“管理端口”的描述文件。

打开“管理时钟”的infrastrcture.v，需要注意的几点

（1）
如果MCB的输入时钟是经过IBFG处理的，那么这里的IBFG就需要注释掉，IBFG是全局输入时钟的缓冲，一个工程中有一个即可。

（2）u_pll_adv模块就是Xilinx的PLL核，并没有什么特殊之处，而MCB只用了其中的4个时钟输出，其中一个还是提供给用户逻辑使用，因此完全可以对该PLL的3个时钟输出做自定义，这样可以减少系统所用PLL个数。

对于自定义的PLL输出根据需要最好加上BUFG，

然后将这些时钟添加到模块输出项，经顶层模块输出。

(3) 对于BUFPLL_MCB的详细解释，读者可参见ug382手册.输出文件和对应的关系图如下：

打开作为顶层文件的DDR667，可以看到在IP设置时所选择的参数都在这里了
，如果需要做改动，可以在这里的parameter下修改。这里的参数有最高的权限，会覆盖所调用模块的默认值。

三， IP的使用

(1)在par文件夹下面有系统默认的UCF(约束文件)，默认情况下会使用该UCF文件。

笔者在使用中发现一个奇怪的问题，就是在自己重新定义UCF，且确认所有的管脚都映射正确后，在MAP阶段一直报错，主要是报DQS、UDQS、DQS_N、UDQS_N这四个pin脚的分布有问题，尝试了很多办法都无效。

最终的解决办法是从工程中移除顶层的DDR2_test.XCO文件(备注：这里DDR2_test是笔者为IP所取的名字)，手动添加所有的RTL源文件，编译后顺利通过map，不知道是bug还是其他的什么原因。

(2) 由于spartan6系统是最新的FPGA，xilinx官方一直在更新ISE软件，FPGA的内核也会有所变动，在期间选型时需要留意DS162文件中不同器件所需要的软件版本。

同时，对于使用-2速度的朋友需要注意下在XCN10024中XILINX队MCB的性能做了一些小小的修正，在内核电压较低（1.14~1.26）的情况下，速度由原来的667降低至625.

(3)由于系统默认是将整个DDR按8bit来重新对地址编码，这样对于X16、X8和X4就需要根据下图经行重新的映射，具体可以参看UG388

(4)在设置FIFO的位宽时，需要注意几个速度问题。比如DDR3-800，如果器件是X8模式的，那么每个时钟可以触发16bit数据（DDR是双沿触发），假设FIFO是64bit，那么系统时钟至少需要（16/64）*400=100MHZ才能跟上DDR的速度，同理如果是32bit的FIFO，那么至少需要200MHZ的系统时钟，这个在系统规划时需要注意。另外FIFO最多可以到64级，每一级大小等于位宽。

（5）由于整个IP中定义的参数和系统调用模块比较多，为了防止软件将一些信号优化掉，需要设置Hierarchy为soft

（6）如果系统中不止一个DDR，可以参考XAPP496中相关设计思路。

只看该作者 · 2012-11-8 21:54

请教楼主大哥我用v6315T已经调试了单片ddr2芯片但是现在想做乒乓操作还要再加一个ddr2芯片这个时候我的做法是重新再例化一个ddr2模块然后约束也是像调试第一片ddr2一样这个程序在到MAP的时候报错了说我的idelayctrl是一个组 idelayctrl模块需要用同一个时钟和复位信号于是我改成同一个信号了还是报错
用v6芯片调试两片DDR2芯片需要注意哪些呢盼望告知先谢谢了