程序架构:
主控状态机程序设计:
`include "../rtl/head.v"
module msfm(
local_wdata ,//1、Avalon总线 写数据 32bit
local_rdata ,//2、Avalon总线 读数据 32bit
local_write ,//3、Avalon总线 写命令
local_addr ,//4、Avalon总线 读写地址
local_read ,//5、Avalon总线 读命令
local_ready ,//6、Avalon总线 local_ready为1表示当前无读写操作，为0表示当前正在进行读写操作
local_rddatavalid ,//7、Avalon总线 需要的数据刚刚读出
init_done ,//完成上电操作
ref_done ,//完成刷新操作
wr_done ,//完成写数据操作
rd_done ,//完成读数据操作
row ,//输出行地址
col ,//输出列地址
ba ,//输出Bank地址线
wdata ,//把Avalon总线上的写数据发送到写模块
rdata ,//从DDR读出的数据读出到Avalon总线上
clk ,//100Mhz时钟
soft_rst_n ,//软复位
init_en ,//使能上电模块
ref_en ,//使能刷新模块
rt_en ,//使能刷新计算器
wr_en ,//写数据使能
rd_en ,//读数据使能
rt_flag ,//计算器计满的标志 固定周期进行刷新操作
smux //多路选择器开关
);
input [31:0] local_wdata ;
output reg [31:0] local_rdata ;
input [24:0] local_addr ;
input local_write ;
input local_read ;
output reg local_ready ;
output reg local_rddatavalid ;
input [31:0] rdata ;
input init_done ;
input ref_done ;
input wr_done ;
input rd_done ;
input clk ;
input soft_rst_n ;
input rt_flag ;
output reg [12:0] row ;
output reg [9:0] col ;
output reg [1:0] ba ;
output reg [31:0] wdata ;
output reg init_en ;
output reg ref_en ;
output reg rt_en ;
output reg wr_en ;
output reg rd_en ;
output reg [1:0] smux ;
reg [3:0] state ;
parameter s0 = 4'b0000 ;
parameter s1 = 4'b0001 ;
parameter s2 = 4'b0011 ;
parameter s3 = 4'b0010 ;
parameter s4 = 4'b0110 ;
parameter s5 = 4'b0111 ;
parameter s6 = 4'b1111 ;
always @(posedge clk)begin
if(!soft_rst_n)begin//同步复位
ref_en <= 1'b0 ;//管理输出端口
rt_en <= 1'b0 ;
init_en <= 1'b0 ;
wr_en <= 1'b0 ;
rd_en <= 1'b0 ;
wdata <= 32'd0 ;
row <= 13'd0 ;
col <= 10'd0 ;
ba <= 2'd0 ;
smux <= `MUX_INIT ;
state <= s0 ;
local_ready <= 1'b0 ;
local_rddatavalid <= 1'b0 ;
local_rdata <= 0 ;
end
else
case(state)
s0: begin
state <= s1 ;
init_en <= 1 ;//执行上电操作
end
s1:if(!init_done)begin
init_en <= 1'b0 ;
state <= s1 ;
end
else begin//完成上电后
rt_en <= 1 ;//打开刷新计算器模块的使能
smux <= `MUX_REF ;//多路选择器选择刷新的bus
local_ready <= 1 ;
state <= s2 ;
end
s2: begin
ref_en <= 1'b1 ;//打开刷新模块的使能
state <= s3 ;
end
s3:if(!ref_done)begin
ref_en <= 1'b0 ;
state <= s3 ;
end
else begin//完成刷新操作后
state <= s4 ;
end
s4: if(!rt_flag)begin//如果在刷新计数周期的空闲时间里，可以执行读写操作
if(local_write)
begin//如果Avalon总线上的写命令有打开 执行写操作
state <= s5 ;
wr_en <= 1'b1 ;//打开写使能模块
row <= local_addr[22:10] ;//发送给写模块的行地址
col <= local_addr[9:0] ;//发送给写模块的列地址
ba <= local_addr[24:23] ;//发送给写模块的Bank地址
local_ready <= 0 ;//向外部发出此时SDR控制器忙的信息
wdata <= local_wdata ;//Avalon总线上的写数据发送给写模块，再由写模块发送给SDR
smux <= `MUX_WR ;//多路选择器选择写数据模块的bus
end
else if(local_read)//如果Avalon总线上的读命令有打开 执行读操作
begin
state <= s6 ;
smux <= `MUX_RD ;//多路选择器选择读数据模块的bus
rd_en <= 1'b1 ;//打开读使能模块
row <= local_addr[22:10] ;
col <= local_addr[9:0] ;
ba <= local_addr[24:23] ;
local_ready <= 0 ;
local_rddatavalid <= 0 ;
end
else begin//既没有写数据请求，也没有读数据请求
state <= s4 ;
end
end
else begin//到了该刷新的时间，应该执行刷新操作
ref_en <= 1'b1 ;//打开刷新模块使能开关
state <= s3 ;
end
s5:if(!wr_done)begin
wr_en <= 1'b0 ;
state <= s5 ;
end
else begin//如果已经完成写数据操作
smux <= `MUX_REF ;//多路选择器重新回到刷新的bus
local_ready <= 1'b1 ;//标志已经完成写操作
state <= s4 ;
end
s6:if(!rd_done)begin
rd_en <= 0;
state <= s6;
end
else begin//完成数据的读出
rd_en <= 0;
state <= s4 ;
smux <= `MUX_REF ;
local_ready <= 1'b1 ;
local_rddatavalid <= 1'b1 ;
local_rdata <= rdata ;
end
default:
state <= s0;
endcase
end
endmodule
参考视频链接: 至芯科技李凡老师FPGA课堂：SDRAM控制器设计（超级经典）-学习视频教程-腾讯课堂
参考文档: Micron的MT48LC16M16A2器件文档