基于SOPC的SDRAM测试技术的研究开题报告

全文总字数：2141字

1. 研究目的与意义

SDRAM作为一种易失性半导体存储介质，具有容量大、体积小、运算速度快等许多优点，所以就成本、性能等多方面的综合考虑而言，目前的计算机所配的内存条大多为SDRAM内存条。但是由于SDRAM对于正常工作所需的时序等工作条件要求较高，每块SDRAM在使用前都需要进行功能验证。而SOPC(System onProgrammable Chip,可编程片上系统)则将嵌入式处理器、I/O接口、存储器以及各类功能模块集成到了能快速建立测试所需的IP核中，因此借助SOPC我们可以通过编写相应的SDRAM测试程序来对SDRAM芯片进行测试、控制和研究，从而达到对SDRAM芯片的测试和检验。因此若此SOPC系统能对SDRAM芯片进行正常的读写，则此后我们便可在此基础上对外部SDRAM芯片进行进一步的控制与检测。

2. 国内外研究现状分析

由于SDRAM具有容量大、体积小、成本友好等诸多优点，因此在现如今的电子科学领域，SDRAM内存条已经成为了主流的存储器件，因而SDRAM发展迅速自发展到现在已经经历了五代，除第一代SDRAM采用了单端（Single-Ended）时钟信号外,第二代、第三代与第四代由于工作频率比较快，因此采用了可降低干扰的差分时钟信号作为同步时钟。但是由于SDRAM在工作时需要进行刷新管理和延时等各项操作，因此其较高的工作频率对于正常工作所需的时序等工作条件要求较为严格，这就使得SDRAM不易正常工作，因此每块SDRAM在使用前都需要进行功能验证，而要对其进行验证，首先便要做到对外部SDRAM的读写控制，因此对于SDRAM的控制的研究也在不断地发展 。在已经形成的各类研究中，基于单片机和各类嵌入式系统的SDRAM研究占了多数，例如由PC机、微控制器、CPLD、FPGA和SDRAM组成的基于MSP430F149单片机的SDRAM控制系统便是一个成功的例子。 但是此类研究由于硬件系统的限制，调试起来并没有那么便利，这便促使了新的技术的出现，那便是SOPC技术。

SOPC技术的出现是源于FPGA的迅速发展，随着现代工艺的进步，FPGA的发展非常的迅速，形成了各种不同的结构，例如若是按逻辑功能块的大小来分，可分为细粒度FPGA和粗粒度FPGA；而若是按照内部连线的结构来分，FPGA又可分为分段互连型FPGA和连续互连型FPGA。由此可见，现在的FPGA早已不是最初的单芯几千门形式了。因此随着超大规模高速低耗的FPGA的不断发展，同时也伴随着集成电路技术领域的不断革新，以FPGA作为物理载体SOPC技术(System-on-a-Programmable-Chip，即可编程片上系统）成为了近年来国际计算系统研究领域的热点，该技术是运用可编程逻辑技术把整个系统放到一块硅片上的技术。因此可编程片上系统（即SOPC）便是一种特殊的嵌入式系统，首先它是以片上系统（SOC，即System on Chip）为基础发展的，它将处理器、存储器、I/O接口等系统设计所需的功能模块集成到一个芯片上实现，即由单个芯片完成整个系统的主要逻辑功能，因此具有集成度高、功耗小、可靠性高等优点；其次，与SOC系统相比，SOPC的可编程性更强，具有更为灵活的设计方式，可裁减、扩充和升级，因此在保证系统的性能和灵活性并提高系统执行速度的同时，又能进一步降低成本。

3. 研究的基本内容与计划

本课题采用quartusⅡ软件，搭建以将fpga与sdram相连接所构建一个sopc系统来完成sdram芯片的控制电路来完成对外部sdram控制器的读、写控制仿真,完成功能仿真和时序仿真；并最终通过板级调试实现对外部sdram的读写操

sopc设计框图如下：

fpga外接sdram

4. 研究创新点

1.与soc系统相比，sopc的可编程性更强，具有更为灵活的设计方式，可裁减、扩充和升级，因此在保证系统的性能和灵活性并提高系统执行速度的同时，又能进一步降低成本。

2.和其他传统嵌入式电路相比，sopc利用逻辑电路实现了很多协议芯片的功能，因此具有比较强的可升级性。

3.sopc系统的软硬件协同设计可以很好地缩短整个系统的开发周期，因而更为便利。